Valeo: le compresseur électrique bientôt de série

Valeo: le compresseur électrique bientôt de série

Guillaume Darding - 20 avril 2015

Si les turbocompresseurs se sont largement améliorés ces dernières années et tendent à se généraliser dans la production automobile actuelle, il n'en reste pas moins que leur apport reste faible à bas régime. Le compresseur électrique pourrait bien pallier à ce défaut.

Le turbocompresseur est entraîné par les gaz d'échappement. Or, à faible régime, le débit de ces derniers est trop faible pour pouvoir entraîner efficacement la turbine de manière à accroître le couple à bas régime. Pour atténuer ce phénomène, les constructeurs peuvent utiliser plusieurs techniques:

  • Compresseur mécanique en remplacement du turbo: une turbine entraînée par le vilebrequin comprime les gaz à l'admission. Actuellement, il est plutôt utilisé sur des moteurs de plus de 4 cylindres (Jaguar XE V6 par exemple). Le compresseur mécanique est efficace dès les plus bas régime. Néanmoins, il diminue sensiblement le rendement moteur, surtout à haut régime s'il n'est pas débrayable.

Compresseur mécanique Eaton

  • Turbo à double entrée (twin-scroll), présent sur la BMW 328i par exemple. Ce type de turbo permet d'optimiser la réponse du turbo à bas régime en appairant les sorties des gaz d'échappement: le débit des gaz au niveau du turbo est plus uniforme au niveau du turbo permettant une mise en action plus rapide de ce dernier.

turbo twin scroll BMW

  • turbo à géométrie variable (VGT): utilisé dans un grand nombre de moteurs diesel.

Turbo à géométrie variable TGV VGT Volvo

  • suralimentation à double étage: elle peut-être réalisée à l'aide d'un gros turbo (puissance à haut régime) et d'un petit turbo plus réactif, c'est le cas du Renault 1.6l dCi Twin Turbo par exemple. Le petit turbo est parfois remplacé par un compresseur mécanique (Volvo XC90 T8).

twin turbo - turbos séquentiel - Borgwarner

Les véhicules hybrides (Audi A3 Sportback e-tron, BMW i8,...) peuvent apporter un réel gain de confort à bas régime, que ce soit en démarrant uniquement avec son moteur électrique (un moteur électrique dispose de la quasi-totalité de son couple dès les plus bas régimes) ou en couplant les deux moteurs. Le poids ne plaide cependant pas en leur faveur (ils emportent deux moteurs, voire plus, et les batteries) à l'exception des supercars, capables de hautes performances (Ferrari LaFerrari, McLaren P1, Porsche 918): ce niveau de technologie n'est toutefois pas (encore) accessibles au grand public.

L'alterno-démarreur, lui aussi proposé par Valeo (i-StARS) sur certains véhicules du groupe PSA notamment, offre un apport à bas régime (il fournit une puissance de l'ordre d'une dizaine de chevaux et d'une cinquantaine de newton-mètres), bien que son système ne soit efficace que sur une plage trop restreinte du fonctionnement du moteur thermique (juste au-delà du régime de ralenti).

Alterno-démarreur Valeo i-StARS

Ainsi, le compresseur électrique pourrait être une bonne alternative car il permet à la fois d'optimiser la courbe de couple à bas régime, sans être pénalisant à haut régime et sans grever le poids. Ces avantages sont contrebalancés par le coût de la technologie (ce qui implique que le compresseur électrique ne sera disponible, à court terme, que sur des modèles haut de gamme) et la consommation électrique.

Concernant ce dernier défaut, les nombreux progrès en matière de récupération d'énergie (notamment au freinage) permettent de minimiser l'impact en matière de consommation électrique. Une batterie Li-ion fonctionnant en 48V (contre 12V pour une batterie standard) de faible capacité alimente le compresseur (les batteries d'un véhicule électrique dépassant les 400V).

En rachetant la technologie en 2011 à CPT (après 3 années de collaboration), une jeune entreprise britannique (qui s'était elle-même portée acquéreur des travaux en cours de développement auprès de Visteon), Valeo devrait être en mesure de proposer le compresseur électrique en première mondiale dès l'année prochaine (vraisemblablement sur le nouveau Q7). Néanmoins, les concurrents devraient vite rejoindre l'équipementier français dès 2017.

Valeo - compresseur électrique

Audi travaille de longue date avec Valeo au développement du compresseur électrique. Le constructeur allemand a déjà présenté deux concepts  équipés de cette technologie: l'A6 TDI concept et le RS5 TDI concept, sans oublier la R18 e-tron (prototype LMP1 utilisé aux 24h du Mans et dans le championnat d'endurance WEC).

Source: Automotive News Europe
Crédits photos: Eaton (compresseur mécanique), BMW (turbo twin-scroll), Volvo (turbo VGT), Borgwarner (suralimentation à double étage), Valeo (alterno-démarreur, compresseur électrique), Audi (Audi RS5 TDI concept)

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Commentaires
Guillaume Darding à propos de l'article «Présentation moteur: Peugeot 1.2l Puretech turbo»

Hier

Bonjour Damien, merci pour votre retour d'expérience et vos encouragements. En matière de consommation, elle devrait baisser progressivement jusqu'à atteindre 8 à 10.000 km. Effectivement, il serait surprenant d'arriver en dessous de 6l/100km (quoique, avec une bonne dose d'éco-conduite, il faut voir), mais 6-6,5 l/100km pour une compacte essence, c'est plutôt pas mal. Concernant le Start/Stop, la fonction est utile sur le cycle d'homologation (elle permet de gagner environ 5 grammes de CO2 / km). Dans la vie réelle, cela permet d'économiser aussi un peu d'essence (lorsque le moteur fonctionne au ralenti, il consomme entre 0,8 et 1,5 litres par heure, parfois plus dans des conditions extrêmes) et apporte un certain confort pendant l'arrêt (absence de vibrations) tout en étant parfois désagréable au redémarrage (... vibrations). Néanmoins, dans le cas d'un moteur essence, les vibrations sont parfois à peine perceptibles à bas régime.

Guillaume Darding à propos de l'article «Présentation moteur: Renault 1.3l TCe / Mercedes A 200»

Hier

Bonjour Laguna22, merci pour votre retour d'expérience. Dans le cas de votre précédente Laguna, la cylindrée joue en sa faveur pour proposer plus de couple et potentiellement plus de souplesse... mais je doute, en revanche, que le moteur soit aussi agréable en matière de sonorité et de vibrations.

Guillaume Darding à propos de l'article «Emissions de CO2 en 2030: quels objectifs pour les constructeurs?»

Hier

Bonjour pjmdur, vous avez certainement raison si on parle de véhicules d'entreprise où les premiers retours semblent montrer que les conducteurs de ces véhicules ne se donnent pas la peine de recharger les batteries de leur véhicule hybride rechargeable. Enfin, je pense que c'est plus compliqué que cela : il n'ont pas nécessairement les moyens de recharger sur leur lieu de travail et si c'est un véhicule qui est stationné à domicile, il faudrait un compteur séparé pour que ce ne soit pas le conducteur qui soit facturé du coût de la recharge (ou l'entreprise devrait prévoir une prime pour compenser cela). Si on parle d'un achat particulier, je pense que le moteur électrique sera bien plus utilisé, en revanche.

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