Présentation moteur : Alpine A110 et Megane R.S.

Présentation moteur : Alpine A110 et Megane R.S.

Guillaume Darding - 25 avril 2020

A l'occasion de la renaissance d'Alpine, Renault a développé le 1.8l TCe, un moteur principalement destiné aux modèles sportifs du constructeur. Pour ce moteur, le constructeur n'est pas parti d'une feuille blanche mais il s'est appuyé sur une base connue et reconnue au sein de l'Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi.

Appellation

Le moteur 1.8l TCe est aussi connu sous le nom de code MR18DDT (ou, en version abrégée, MR18). Plus rarement, la dénomination M5Pt est aussi utilisée. L'appellation 1.8l TCe est une appellation commerciale. Elle est généralement utilisée sans la mention de la cylindrée mais avec la valeur de la puissance accolée.

Vue d'ensemble moteur Renault MR18 - Alpine A110 et Mégane R.S.

L'appellation MR18DDT est un code utilisé au sein de l'Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi où le "M" désigne la famille moteur, le R indique qu'il s'agit d'un moteur en ligne (de l'allemand "Reihe"), le nombre 18 se réfère à la cylindrée du moteur. Le premier "D" indique que le moteur est équipé d'un double arbre à cames en tête, le second "D" désigne le fait que le moteur est à injection directe. Enfin, le "T" montre que le moteur est turbocompressé.

L'appellation M5Pt est une désignation spécifique à Renault. "M" correspond à la famille moteur. Le chiffre 5 indique qu'il s'agit d'un moteur à injection directe. La lettre "P" indique la classe de cylindrée du moteur tandis que le "t" montre que le moteur est turbocompressé.

Alpine A110 Légende GT - vue de 3/4 avant

Architecture

Le moteur MR18 est un moteur de 4 cylindres en ligne de 1798 cm3 de cylindrée. Il est étroitement dérivé du 1.6l TCe avec lequel il partage, notamment l'alésage de 79,7 mm. La course est de 90,1 mm dans le cas du MR18 : il s'agit donc d'un moteur longue course. Le 1.8l TCe a un taux de compression de 9,0:1. Le bloc moteur et la culasse sont en aluminium.

Le 1.6l TCe est présent dans de nombreux modèles de l'Alliance. De plus, Ce moteur possède déjà des prédispositions sportives : il motorise, notamment, le Nissan Juke Nismo RS ainsi que la Clio RS de quatrième génération.

L'axe du vilebrequin est décalé par rapport à l'axe des cylindres. Cette technique permet de réduire les efforts sur les bielles et le vilebrequin lorsque le piston entame sa descente. De plus, cette disposition permet de réduire la vitesse du piston au niveau du point mort haut (le piston passe donc plus de temps dans cette zone), ce qui permet d'améliorer l'homogénéité de la combustion dans le cylindre. 

Renault Mégane R.S. Trophy R dans le raidillon du circuit de Spa-Francorchamps

Performances

Le 1.8l TCe existe en 5 niveaux de puissance :

  • 225 chevaux (Renault Espace, Renault Talisman)
  • 252 chevaux (Alpine A110)
  • 280 chevaux (Megane R.S.)
  • 292 chevaux (Alpine A110S)
  • 300 chevaux (Megane R.S. Trophy / Megane R.S Trophy R)

Pour chaque version, la calibration moteur privilégie soit le caractère sportif (puissance maximale à haut régime) ou la disponibilité du couple à bas régime, en fonction des caractéristiques du véhicule dans lequel le moteur est présent.

Puissance moteur Renault MR18

Ainsi, même si l'Alpine A110S a une puissance similaire à la Mégane R.S. Trophy, les 2 moteurs ont chacun un comportement bien typé : dans le cas de l'Alpine, il faut aller chercher la puissance à haut régime tandis que la Megane R.S. peut compter sur un couple bien plus important. Cette différence tient compte de la différence de masse significative entre les deux véhicules et du fait que l'Alpine est une propulsion tandis que la Mégane R.S. est une traction.

De plus, en limitant volontairement le couple à 320 N.m, Alpine a pu utiliser une boîte de vitesses robotisée à double embrayage à 7 rapports (référence 7DCT300) plus lègère que celle utilisée dans la Mégane R.S. (référence 6DCT451) à 6 rapports. Le gain de masse est de l'ordre de 15 kg. Dans les 2 cas, la boîte EDC est fournie par Getrag.

Couple moteur Renault MR18

Turbocompresseur

Le MR18 est équipé d'un turbocompresseur twin-scroll. Ce type de turbo a pour particularité de séparer les gaz d'échappement en provenance des différents cylindres dans le collecteur afin d'éviter les interférences entre cylindres. Ainsi, les branches des échappements 1 et 4 sont isolées des branches d'échappements 2 et 3 (considérant l'ordre d'allumage classique 1-3-4-2 d'un moteur 4 cylindres).

Principe de fonctionnement turbocompresseur twin scroll - illustration BMW

Par exemple, lorsque le cylindre 1 expulse les gaz hors du cylindre, un pic de pression se transmet de la sortie du cylindre vers le turbocompresseur : c'est ce pic de pression qui va entraîner la rotation de la turbine.

Or, pendant cette phase, dans le conduit d'échappement du cylindre 2, qui vient de compléter sa phase d'échappement, il règne une dépression qui va avoir tendance a attirer une partie du pic de pression en direction du conduit d'échappement du cylindre 2 (plutôt que d'aller en direction du turbocompresseur). Il y a donc une interférence qui va atténuer le pic de pression transmis au turbocompresseur : la pression de suralimentation devient sensiblement plus faible.

Pression gaz d'échappement collecteur - bénéfices du turbo twin scroll

Ce comportement est assez flagrant à bas régime où les ondes de pression sont plus lentes et moins élevées : c'est le phénomène bien connu de temps de réponse du turbocompresseur (turbo lag). D'autre part, toujours dans le but d'améliorer la réactivité du turbo, la soupape de décharge (wastegate) est actionnée électriquement.

Soupape de décharge (wastegate) électrique

Enfin, la turbine est montée sur des roulement à billes en céramique plutôt qu'en acier, ce qui réduit significativement les frictions, au bénéfice du rendement et de la réactivité du turbocompresseur.

Distribution

Le 1.8l TCe est équipé de 16 soupapes. La distribution se fait par chaîne. Le calage des soupapes est variable à l'admission et à l'échappement et il est modifié grâce à des actuateurs hydrauliques. 

Les soupapes sont actionnées à l'aide de poussoirs hydrauliques (attaque directe). De plus, les soupapes d'échappement sont creuses et remplies au sodium pour favoriser la déperdition de chaleur.

Alpine A110S - vue de face

Admission

Le MR18 est équipé d'un collecteur d'admission à géométrie variable. Des clapets permettent de modifier, en fonction du régime et de la charge moteur, le comportement des gaz à l'intérieur du cylindre.

A faible charge et/ou faible régime moteur ainsi que lors d'un démarrage à froid, les clapets sont fermés et permettent d'initier un mouvement de tourbillon autour de l'axe du cylindre (swirl). Dans ces conditions de faible débit de gaz, le swirl est le mouvement le plus efficace pour optimiser l'homogénéité du mélange air/carburant à l'intérieur du cylindre.

Dans tous les autres cas, les clapets sont ouverts afin d'optimiser le remplissage des cylindre. Dans ces conditions, ce sont de fortes turbulences verticales (tumble) qui sont générées à l'intérieur du cylindre et qui permettent d'améliorer l'homogénéité du mélange air/carburant dans ce dernier.

Renault Talisman 1.8l TCe 225 chevaux - vue de 3/4 avant

Echappement

Les premières versions du 1.8l TCe ont été homologuées selon la norme Euro 6b. A cet effet, la dépollution était assurée par un catalyseur 3 voies. Quelques mois plus tard, afin de se mettre en conformité avec les normes Euro 6d-TEMP, un filtre à particules a été ajouté.

Dans le cas de la Mégane R.S., de la Talisman et de l'Espace, la ligne d'échappement est classique avec un silencieux intermédiaire et un silencieux arrière comportant :

  • une unique sortie latérale dans le cas de la Talisman et de l'Espace
  • une double sortie d'échappement centrale dans le cas de la Mégane.

De part sa position centrale arrière, la ligne d'échappement de l'A110 est réduite à sa plus simple expression. Les gaz d'échappement passent directement dans un grand silencieux à double sortie centrale.

Un clapet (actionné électriquement) est intégré dans l'une des sorties d'échappement de la Mégane R.S. Trophy et de l'Alpine A110S. L'Alpine A110 n'en dispose pas de série (sauf la Premiere Edition), mais cet équipement est disponible en option (échappement sport actif).

Sliencieux d'échappement arrière actif - Renault Mégane R.S. Trophy

Au ralenti et à forte charge, le clapet est ouvert, ce qui a pour conséquence de diminuer la contrepression de la ligne d'échappement, de modifier la sonorité du moteur et d'augmenter sensiblement le niveau sonore de la ligne d'échappement. A faible régime moteur et à faible charge, le clapet reste fermé pour diminuer le bruit à l'échappement. Selon le mode de conduite choisi par le conducteur au tableau de bord, l'ouverture du clapet est plus ou moins retardée en fonction du régime moteur atteint.

Sorties d'échappement Renault Mégane R.S. Trophy - vue du clapet actif

Injection

Les injecteurs sont installés sur le côté du cylindre et la pression d'injection peut atteindre 200 bar. Ils comportent 8 trous pour optimiser la diffusion du carburant dans le cylindre.

Lors d'un démarrage à froid, pendant les premières secondes, le moteur fonctionne à charge stratifiée : une première injection a lieu lors de la phase d'admission de manière à obtenir un mélange pauvre dans le cylindre.

Puis, à la fin de la compression, une seconde injection a lieu pour obtenir un mélange riche près de la bougie. Cette technique permet d'accélérer la mise à température du système d'échappement (les phases de démarrage à froid étant les plus critiques en matière d'émissions polluantes).

Cette technique n'est pas sans rappeler le mode de fonctionnement du Mazda Skyactiv-X. Pourtant, elle en diffère largement dans le fait que la combustion se fait exclusivement par la propagation du front de flamme dans le cylindre dans le cas du moteur Renault, tandis qu'il s'agit d'un allumage par compression dans le cas du Mazda (initié par un allumage par bougie).

Renault Mégane R.S. Trophy - vue de 3/4 arrière

Gestion de la température

La gestion de la température moteur est intégralement reprise du moteur Nissan MR16. Un boîtier vient suppléer le thermostat pour accélérer la mise en température du moteur et optimiser le fonctionnement du circuit de refroidissement en fonction des besoin.

A basse température, le liquide de refroidissement ne circule que dans la culasse. Lorsque la température atteint 90 °C, le thermostat s'ouvre et permet la circulation du liquide de refroidissement à travers le radiateur.

Lorsque la demande en puissance est modérée et la vitesse inférieure à 80 km/h environ, la température du liquide de refroidissement peut atteindre 105 °C. Lorsque le moteur est plus sollicité, la température redescend aux alentours de 90 °C.

Cette régulation de la température se fait à l'aide du module de gestion de la température qui entraîne ou non la circulation du liquide de refroidissement à travers l'ensemble du bloc moteur. Enfin, le turbocompresseur est constamment refroidi par eau.

Alpine A110S - vue de face et vue arrière

Réduction des frottements

Les cames, les poussoirs de soupapes et les paliers de vilebrequin reçoivent des revêtements à très basse friction pour améliorer le rendement moteur. Dans le cas des cames et des paliers de vilebrequin, il s'agit d'un revêtement nanocristallin. Les poussoirs de soupapes ont un revêtement DLC (Diamond Like Carbon).

Comme pour le 1.3l TCe, les fûts de cylindres recoivent aussi un revêtement projeté par plasma leur donnant un effet miroir destiné à amélioré l'état de surface des cylindres.

Enfin, la pompe à huile est à volume variable. Ce type de pompe permet d'ajuster le débit d'huile en fonction des besoins réels et d'éviter d'avoir à abaisser la pression à l'aide d'un régulateur de pression, ce qui résulterait en un gaspillage d'énergie avec un quantité d'huile circulant inutilement.

Renault Mégane R.S. - vue de face

Composants spécifiques

Selon le niveau de puissance et le véhicule dans lequel le moteur est monté, certains composants sont spécifiques d'une version de puissance à l'autre. Par spécifique, il faut comprendre que la forme de chaque composant est généralement identique, mais les matériaux utilisés peuvent être différents.

Comparatif composants spécifiques moteur Renault MR18

Certains composants sont directement repris du 1.6l TCe tandis que d'autres sont adaptés afin de mieux supporter les contraintes inhérentes à un moteur sportif telles que des régimes moteurs plus élevées et des niveaux de température supérieurs.

Finalement, le développement du MR18 est un vaste compromis entre la recherche de performance et la rationnalité économique en réutilisant un maximum de composants existants. 

Production

Le 1.8l TCe est assemblé en Corée du Sud, dans l'usine Renault-Samsung de Busan. Il est ensuite expédié en France dans l'usine de Dieppe (assemblage des Alpine A110) et de Douai (production des Renault Talisman) ainsi qu'en Espagne dans l'usine de Palencia (assemblage des Megane R.S.).

Assemblage Renault Mégane R.S. Trophy R dans l'usine de Palencia (Espagne)

L'usine de Busan, située dans le sud du pays, produit aussi bien des véhicules (environ 215.000 par an) que des moteurs (environ 90.000 par an). Cette usine a été construite en 1995 d'une association entre le groupe Samsung et Nissan avant d'être reprise par Renault en 2000.

Crédits photos : Renault / Alpine / BMW (illustration turbocompresseur twin-scroll)
Illustrations et graphiques : Guillaume Darding

Les 10 derniers commentaires sur le sujet (voir les 12 commentaires):

Six

30 avril 2020 à 15h04

Article aussi passionnant qu'instructif, que je me suis permis de citer en indiquant ce lien sur le FAR.

Soyez remercié de cette mine d'informations et présentations de grande qualité rassemblées sur votre site !

Continuez ainsi, nous ne pouvons qu'espérer que d'autres articles, en particulier sur la nouvelle Alpine A110 et A110S car, même en ayant dévoré la totalité des sources qui m'étaient accessibles, nombre de détails techniques donnés dans cet article m'étaient inconnus.



Guillaume Darding [administrateur]

01 mai 2020 à 10h31

Bonjour Six, merci beaucoup pour votre commentaire et vos encouragements !

03 mai 2020 à 14h41

Bonjour Guillaume merci pour ces informations! Bientôt après le confinement, je devais avoir la livraison de mon future véhicule équipée du moteur 1.8 Tce 225ch et j’aimerais dans l’avenir revoir la puissance 280ch et l’équipé de la double E85+. Pense tu que cela soit possible sans problème ? Merci d’avance cordialement
Guillaume Darding [administrateur]

04 mai 2020 à 12h01

Bonjour Fred et merci pour tes encouragements, concernant la possibilité de programmer le 1.8 TCe vers une solution flexfuel (E85), je ne vois pas de contre-indication majeure. Néanmoins, je conseille toujours de prendre contact avec l'entreprise qui doit faire la reprogrammation. Il ne faut pas forcément s'attendre à ce que l'entreprise ait reprogrammé beaucoup de 1.8, mais au moins avoir de l'expérience avec le 1.6 est un bon début. D'autre part, en tant que véhicule neuf, ce dernier sera équipé d'un filtre à particules. Ce n'est pas un problème en soi (bien qu'on manque de recul à ce sujet), mais, là encore, à voir avec l'entreprise en charque quel type d'expérience ils ont.

Concernant l'augmentation de la puissance, j'ai tendance, par précaution, à ne pas le recommander, d'autant plus, dans ce cas, qu'on peut voir qu'il y a des différences significatives entre chaque version. Je précise que ce n'est que mon ressenti de la situation.
Hugh6

06 mai 2020 à 20h16

Article avec des informations que l'on ne trouve pas partout. Bravo.

Maintenant pour avoir fait un tour en Megane RS 280, et ba franchement c'est pas sensationnel comme moteur. Le terme compromis prend tout son sens. Je me demandais comment faisait VAG pour sortir un 2.0 TSI avec plus de caractère tout en rejetant moins de CO2 sur une Cupra par exemple. Surement une question de budget alloué.
Renault a pourtant un réel savoir faire en tant que motoriste mais je trouve qu'ils ont raté le coche sur cette unité.
Guillaume Darding [administrateur]

06 mai 2020 à 23h26

Bonjour Hugh6, merci pour vos encouragements !
The Dude

01 juin 2020 à 16h09

Très bel article. J'aimerai quand même savoir sur quel taux d'octane les différentes versions ont été calibrés, ou optimisé. En parcourant le web, sur les sites australiens pas exemple, il semblerai que la Mégane RS demande du SP98. Y a t'il un gain à utiliser du SP98? Ou le moteur ne fait pas de différence entre le 98 et le 95?
Guillaume Darding [administrateur]

03 juin 2020 à 15h11

Bonjour The Dude,

s'agissant d'un moteur visant la performance, il y a fort à parier qu'il ait été optimisé pour une utilisation avec du SP98 et que c'est ce dernier qui a été utilisé pour réaliser les records sur la Nordschleife et sur le circuit de Spa-Francorchamps.

Dans le cas de ce moteur (et plus généralement pour tout moteur dont on vise les haut régimes), le SP98 est clairement bénéfique même si, en conduite journalière, il est tout à fait possible de rouler avec du SP95-E10 sans que cela soit préjudiciable. Mais, si on prévoit une sortie circuit, il vaut mieux faire un ou 2 pleins avant la sortie avec du SP98, le temps que le moteur adapte sa cartographie en conséquence.
SANIAL Philippe

17 août 2020 à 19h19

Bonjour et merci pour vos articles si instructifs?
Si vous aviez la possibilité de nous donner des informations complémentaires pour l'Alpine, se serait formidable car je cherche à découvrir mon véhicule et des vues éclatées, des dessins, des schémas seraient vraiment les bienvenus !
Merci.
Guillaume Darding [administrateur]

17 août 2020 à 23h05

Bonjour Philippe,

je n'ai malheureusement pas cette possibilité-là. En revanche, vous devriez pouvoir trouver votre bonheur, au moins en partie, si vous ne l'avez pas déjà dans la Revue Technique Automobile consacrée à l'Alpine : https://www.revue-technique-auto.fr/RTA/133-renault/alpine-a110

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Commentaires
Pascal29 à propos de l'article «Présentation moteur: Ford 1.0l Ecoboost»

Avant-hier

D'après le site ci après, il fait 240 nm : https://www.moteurnature.com/actu/2020/ford-puma-ecoboost-hybrid-essai-detaille.php

Berkut à propos de l'article «Présentation moteur: Ford 1.0l Ecoboost»

Avant-hier

Bonjour Guillaume, très intéressant ce site ! J'aimerais avoir ton avis : Je suis intéressé par le PUMA pour un usage "gros rouleur", et donc jusqu'ici diéséliste, mais le MHEV-essence m'intrigue. Ce que je trouve "inconsistant", c'est que le configurateur Ford fait état de 93kW-210nm pour le 125 (c'est à dire puissance inchangée, mais couple augmenté de 40 N.m grâce à la micro-hybridation, comme on peut lire un peu partout), par contre le 155PS verrait bien sa puissance augmentée (turbo plus gros ai-je cru lire, et injection en conséquence), mais le couple serait inférieur, donné pour 190 N.m "seulement"). On n'aurait donc que 20 N.m de plus que le 125 "stock", que j'attribuerais (?) d'ailleurs plutôt au fonctionnement à plus haute pression (culasse renforcée je crois), aucun bénef d'hybridation donc ? Ou alors serait-ce que le turbo a trop d'inertie à bas régime sur le 155 pour vraiment gaver là où celui du 125 travaille déjà (et donc la MH fait ce qu'elle peut pour compenser ?). D'ailleurs les conso et émissions de CO2 en cycle mixte sont les mêmes. En tout état de cause, le Diesel 4cylindres non hybridé à 120cv explose tout ça avec 285 N.m, et comme le réservoir est petit en plus (43l contre 55 pour 50 donnés sur mon Duster-déjà pas gras), ça fait revenir moins souvent à la pompe....Consomme moins, émet moins de CO2, sinon S&S pareil. Juste Crit'air 2 contre 1 pour tous les modèles essence, mais j'habite une petite ville où ce n'est pas facteur, et je me rends rarement dans la grande ville à 20km où ça pourrait devenir un problème....un jour...peut-être...

Juju à propos de l'article «Essai: pneus Michelin CrossClimate»

Il y a 3 jours

J'ai testé les crossclimate sur une C5 tourner sur le train AR à l'année. C'est un excellent complement des 2 jantes en pneus neiges que je montais l'hiver à l'avant. Le grip est très bon quel que soit les conditions et il y a bien qu'en conduite ultra sportive par très forte chaleur que j'ai réussi à prendre en défaut ces pneus. Le gros avantage des ce pneu est d'avoir le flocon et donc d'être accepté lorsqu'on roule comme moi souvent en Suisse l'hiver. J'envisage d'ailleurs de monter les CC2 sur ma 308sw quand le train d'origine sera fini. Attention, il faut rester conscient des limites, ça ne remplace pas un train de vrai pneu neige quand on est dans la tourmente mais il fait très bien le job pour celui qui roule très occasionnellement sur route enneigée.

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