Valeo: le compresseur électrique bientôt de série

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.

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

• 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).

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).

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.

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)