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Technique

ūüĒß La suralimentation

Coup de pression

Dans le merveilleux monde des moteurs √† combustion, les lois de la performance sont r√©gies par deux facteurs principaux : La puissance et le couple. Attachez vos ceintures, Octane-102.fr vous emm√®ne faire un tour dans le milieu de la gonflette automobile…

Compresseur de #Tarba monté sur HotRoad de #Bourrin

Introduction

Comme cit√© en pr√©ambule, le facteur qui nous int√©resse le plus sur un moteur est sa Puissance. C’est la mesure qui sert de r√©f√©rence universelle. Elle peut √™tre exprim√©e en Cheval-Vapeur (cv), Horse-Power (hp) ou encore en Pferdest√§rke (ps) bien que depuis 1972 l’ancienne C.E.E recommande l’usage commun du Kilowatt (Kw). La puissance va directement d√©terminer le niveau de performances d’un moteur.

Le second facteur, est commun√©ment formul√© en Newton-M√®tre (Nm) ou en M√®tre/Kilogramme (MKg). Il s’agit du couple et c’est ce qui va directement transmettre la sensation de pouss√©e, plus ou moins forte, d’un v√©hicule. Souvent mis de cot√© par d√©ni, il est tout aussi important que la puissance.

Afin d’accroitre les performances effectives d’un moteur, il convient donc de jouer sur l’un des deux leviers que sont la puissance et le couple, voir les deux √† la fois. La m√©thode la plus simple pour obtenir une puissance accrue, consiste √† acc√©l√©rer la vitesse de rotation du moteur, qui se trouve tr√®s vite expos√©e √† des contraintes physiques de mani√®re exponentielle, aboutissant irr√©m√©diablement √† la casse des √©l√©ments les moins r√©sistants. La seconde solution consiste √† gaver de force le moteur en carburant et en comburant. Cette technique appel√©e ¬ę¬†suralimentation¬†¬Ľ peut se r√©v√©ler tr√®s efficace dans certains cas…

Principe de base

Le principe de fonctionnement de la suralimentation est tr√®s simple √† imager : Un dimanche midi en famille, v√™tu d’un splendide combi bermuda/marcel, vous vous trouvez en plein d√©bat haletant avec le beau-fr√®re sur le dernier Scenic DCi qu’il semble beaucoup appr√©cier lorsque soudain c’est le drame ! Tellement absorb√© par votre discussion, vous vous apercevez que le barbecue sur lequel reposent vos allechantes c√ītes de porc est en train de mourir. Bien d√©cid√© √† ne pas laisser le destin s’accomplir, vous prenez une profonde respiration et soufflez sur les braises en souffrance, √† la limite de vous √©poumoner. Sous l’action de votre puissant souffle –ou de votre taux d‚Äôalcool√©mie- les braises remontent imm√©diatement en zone rouge et votre grillade reprend vie. F√©licitations, vous venez de comprendre le principe de la suralimentation… Le fervent adepte d’Audi RS4 que vous √™tes, va alors prendre un plaisir incommensurable pour expliquer √† votre beauf que c’est pas avec la soufflette de son Scenic de merde qu’il aurait sauv√© le barbeuc’ !


Approfondissons

Reprenons l’exemple du barbecue : En soufflant sur les braises, vous avez d√©livr√© un surplus d’air. L’oxyg√®ne contenu dans l’air √† augment√© de mani√®re imm√©diate la puissance de la combustion. C’est exactement le m√™me principe pour un moteur √† pistons. Afin que la d√©tonation ait lieu il faut un m√©lange pr√©cis de carburant (essence) et de comburant (oxyg√®ne). Si on augmente les valeurs du m√©lange, tout en gardant le m√™me ratio, on accroit la puissance de l’explosion, et donc la force exerc√©e sur les pistons. En r√©sulte une augmentation imm√©diate du couple d√©livr√© par le moteur. Pour rendre cette solution possible, il existe plusieurs syst√®mes auxquels nous allons nous int√©resser :

1. Le Ram Air Intake

La technique la plus simple et la moins co√Ľteuse, c’est le Ram Air Intake, litt√©ralement –prise d’air forc√©e-. Elle consiste en une simple ouverture frontale dans laquelle l’air va s’engouffrer, de plus en plus fortement avec la vitesse du v√©hicule, cr√©ant ainsi une compression. Les ing√©nieurs motoristes sont unanimes, m√™me si aucune pi√®ce m√©canique n’est n√©cessaire, il s’agit tout de m√™me d’un syst√®me de suralimentation, aussi rudimentaire soit-il. D’ailleurs, son tr√®s faible co√Ľt en fait une solution tr√®s r√©pandue. A faible vitesse il n’apporte rien, nada, wallou, zero. A contrario, √† grande vitesse on estime un gain de 20% de puissance… Pas mal pour un simple trou dans un capot ! A ne pas confondre avec le Cold Air Intake. Ce syst√®me est juste une entr√©e d’air situ√© le plus bas possible pour absorber l’air plus frais, disponible au ras du sol. Ce dernier n’est pas pens√© pour cr√©er une pression dans l’admission.


2. Le compresseur volumétrique

Tous le monde √† d√©j√† observ√© au moins une fois dans sa vie ce compresseur, le plus souvent dans les films am√©ricains. Le compresseur  volum√©trique c’est le gros machin qui ressort du capot de l’Interceptor de Mad Max, ou de la Charger R/T de Dom Torreto. C’est un syst√®me qui, sous l’effet de rotors entra√ģn√©s par poulie, va aspirer l’air ambiant puis le comprimer avant de l’injecter sous pression dans les chambres de combustion. √Čvidemment il existe des versions un chouilla plus discr√®tes, √† l’image celui qui √©quipe la Polo G-40. Le compresseur volum√©trique est capable de d√©livrer une grosse puissance dans les bas r√©gimes, sans latence, car il est directement entra√ģn√© par le cycle de rotation du vilebrequin. En revanche, il s’essouffle assez rapidement et n’a pas un rendement tr√®s √©lev√© car il ponctionne une bonne partie de l‚Äô√©nergie produite par le moteur. Pour ne rien arranger, un compresseur comporte beaucoup de pi√®ces en friction qui n√©cessitent un entretien r√©gulier et co√Ľteux.


2.1 Le Compresseur Roots

Du nom de ses inventeurs, les fr√®res Roots, ce compresseur est le premier √† avoir vu le jour, il y a presque un si√®cle. Bien que son design interne soit  tr√®s vieux, il est encore d’actualit√©. Il se compose de deux rotors de 3 lobes chacun qui vont s’engrener l’un dans l’autre afin de pomper l’air et de cr√©er un flux unidirectionnel. Curieusement, le compresseur Roots n’est pas pens√© pour comprimer l’air, mais comme il fournit le flux bien plus rapidement que le moteur ne peu l’aspirer, il parvient tout de m√™me √† cr√©er une forte pression dans l’admission. Ce type de compresseur √† √©galement la mauvaise habitude de consommer beaucoup d‚Äô√©nergie m√©canique √† haut r√©gime, c’est pourquoi il est souvent accoupl√© √† un petit actuateur qui va le d√©brayer lorsque le v√©hicule est en vitesse de croisi√®re.

Vue interne d’un compresseur Roots

Mercedes SLK 230 √©quip√©e d’un compresseur Roots


2.2 Le Compresseur Twin Vortex

Le Twin Vortex est une tr√®s grosse √©volution du Roots. Fabriqu√© par Eaton qui dispose des brevets Roots depuis des lustres, il est capable de fournir 20% d’air en plus que les derni√®res g√©n√©rations de compresseurs (5G), tout en ponctionnant beaucoup moins d‚Äô√©nergie m√©canique. A titre d’exemple, sur les premi√®re Corvette ZR1, on consid√®re que le 5G pouvait consommer jusqu’√† 115cv, tandis que le Twin Vortex se contente de seulement 75cv ! En outre il g√©n√®re un d√©gagement calorifique en nette baisse et la cerise sur le rotor c’est qu’il √©limine la quasi-totalit√© du bruit insupportable de frottement typique des compresseurs volum√©triques. Tout ce travail est rendu possible par le d√©veloppement de nouveaux rotors √† 4 lobes permettant un volume d’aspiration accru. Concernant l‚Äôacoustique, Eaton √† r√©alis√© un √©norme boulot sur la pignonnerie d’entrainement en parvenant √† sur√©lever une grande partie de la fr√©quence sonore au-del√† de la perception auditive humaine.


2.3 Le Compresseur Screw

Avec ce type de compresseur, appell√© √©galement Lysholm, on entre dans la cour des grands. Il est compos√© de deux grandes vis sans fin, l’une avec 3 filetages m√Ęles, la seconde avec 5 filetages femelles. Tout comme les rotors, les deux vis vont s‚Äôengrener l’une dans l’autre, mais avec une pr√©cision clinique. Lorsqu’elles se mettent en fonctionnement, l‚Äôengrenage va litt√©ralement capturer l’air. L’espace entre les filetages se r√©duisant consid√©rablement en bout de vis, l’air se trouve fortement comprim√©. Capable d’offrir une compression bien plus √©lev√©e que le Roots ou encore le Twin Vortex, et tr√®s √† l’aise dans les hauts-r√©gimes, le compresseur Screw est surtout destin√© √† √©quiper des moteurs √† tr√®s haute performances. Comme on peut s’en douter, son co√Ľt de fabrication est tr√®s √©lev√©, principalement d√Ľ √† un usinage nanom√©trique, ce qui le rend tr√®s peu r√©pandu.


2.4 Le Compresseur Centrifuge

Adorateurs de la suralimentation par compresseur, inclinez-vous : Le Dieu des compresseurs est devant vous en photo. √áa, les amis, c’est le top nec plus ultra, le pompon, le billet de 50 balles qu’on trouve dans la veste de son costume rang√© depuis le dernier mariage, la tartine de beurre qui tombe du bon cot√©… √áa, c’est la Rolls-Royce des compresseurs ! Le centrifuge adopte une grosse partie du design d’un turbocompresseur, lui permettant de d√©livrer une haute pression de suralimentation. En fait il se comporte exactement de la m√™me mani√®re qu’un turbo (que nous allons voir juste apr√®s) avec une petite diff√©rence : Il est toujours entrain√© par le vilebrequin et n’a donc qu’une seule turbine. Son principal inconv√©nient c’est qu’il est aussi performant dans les tours, qu’il est nul dans les bas r√©gimes ! Ce qui en fait √©galement son principal atout, puisqu’il est n√©cessairement mont√© sur des hypercars pour un apport de puissance √† haut-r√©gime.


3. Le turbocompresseur

Le syst√®me de suralimentation par excellence, c’est lui. Cette esp√®ce de gros escargot m√©tallique est pourvue de deux turbines s√©par√©es et cloisonn√©es, reli√©es par un palier commun. La premi√®re est actionn√©e directement par les gaz d’√©chappements du moteur, entrainant de facto la seconde turbine. Cette derni√®re aspire l’air ext√©rieur, et va le comprimer pour l’injecter dans la tubulure d’admission, tout comme le compresseur volum√©trique, √† la petite diff√©rence pr√®s que la vitesse moyenne du turbo se situe entre 150000 et 200000 tour/minutes… Autant vous dire que √ßa d√©m√©nage s√©v√®re !

Il existe une pl√©thore de turbos, avec petites, moyennes ou tr√®s grosses turbines, diff√©rentes trims, des turbos refroidis par eau, des turbos √† g√©om√©trie variable etc… Malheureusement, le turbocompresseur a un gros inconv√©nient : Son lag (temps de r√©ponse). √Čtant entrain√© par les gaz d’√©chappement, il met un certain temps √† comprimer le circuit d’air, contrairement √† un compresseur volum√©trique qui r√©pond au quart de tour. En revanche, une fois lanc√©, le turbo apporte une d√©ferlante de puissance continue, ne s‚Äôessoufflant que tr√®s haut dans les tours, et surtout nettement moins qu’un compresseur. Le comportement routier d’un v√©hicule √©quip√© d’un turbocompresseur classique  est tr√®s  particulier, car la puissance est tr√®s creuse √† bas r√©gime, aggrav√©e par la lourdeur du turbo. Pass√© un certain r√©gime, cette derni√®re devient subitement tr√®s violente, allant jusqu’√† provoquer un patinage des roues motrices tr√®s tardivement, y compris sur des rapports avanc√©s. On parle alors de ¬ę¬†l’effet on/off¬ę¬†. Sur un v√©hicule de type propulsion, cet effet est tr√®s d√©licat √† appr√©hender, voir dangereux par temps de pluie.

3.1 Bi-Turbo

Dans le domaine de la recherche de puissance et/ou du confort de conduite, il existe la possibilit√© d’accoupler plusieurs turbocompresseurs. Le Bi-Turbo est la solution la plus r√©pandue. Pour commencer, il faut savoir qu’il existe deux montages diff√©rents, chacun ayant ses avantages et ses inconv√©nients :

Montage Sériel

Le premier consiste √† monter les turbocompresseurs l’un √† la suite de l’autre. On parle d’un montage s√©riel. Deux inconv√©nients sont relatifs √† ce type de montage : Le premier turbo soufflant dans le second, une d√©perdition d’√©nergie est provoqu√©e. Enfin, l’utilisation de deux turbocompresseurs alourdit in√©vitablement le poids total du moteur. L’avantage c’est que cette configuration est relativement compacte.

Montage Parallèle

Le second montage consiste √† employer un duo de turbocompresseurs mont√©s en parall√®le : Les deux soufflettes disposent ainsi de leur propre circuit de suralimentation qui finissent par se rejoindre une fois dans la tubulure d’admission. De cette mani√®re, la d√©perdition d’√©nergie caus√©e dans un montage en s√©rie est compl√®tement supprim√©. Tout cela √† malheureusement un prix : Sous le capot, c’est une v√©ritable usine √† gaz, avec deux circuits d’air en cons√©quence et un surplus pond√©ral. Le Bi-Turbo Parall√®le est √©videmment bien moins compact que le montage s√©riel.


3.1.1 Bi-Turbo Séquentiel

Afin de palier √† l’effet on/off, et surtout combler le creux √† bas r√©gime, il existe la technique du Bi-Turbo S√©quentiel qui consiste √† employer deux petits turbocompresseurs √† des r√©gimes diff√©rents, plut√īt qu’un seul gros turbo. Le premier va s’occuper de charger le circuit d’air pendant que le second est isol√© par une vanne ferm√©e, et ainsi apporter une r√©ponse plus rapide aux sollicitations de la p√©dale de droite. Lorsqu’il arrive √† bout de souffle, la vanne du second turbo s’ouvre pour qu’il prenne le relais sans aucun lag, puisque le circuit est d√©j√† charg√©. Au final, ce type de montage se montre plus r√©actif et surtout beaucoup plus efficace qu’un mono-turbo, la plage de suralimentation couvrant la quasi-totalit√© du compte-tours. Il peuvent √™tre mont√©s en s√©rie ou en parall√®le.

3.1.2 Bi-Turbo à étagement

Cette technique plut√īt r√©cente est tr√®s similaire au Bi-Turbo S√©quentiel √† la diff√©rence pr√™t qu’elle emploie deux turbocompresseurs de tailles distinctes. De cette mani√®re, le plus petit des deux turbos va se lancer en premier et charger tr√®s rapidement le circuit gr√Ęce √† sa faible inertie. Lorsqu’il arrive aux 2/3 de son rendement maximal, le second turbo, de grande taille, entre √† son tour en action profitant de la fin de r√©gime du premier pour se lancer. Les deux turbocompresseurs soufflent en m√™me temps jusqu‚Äôau r√©gime maximal de rotation du plus petit, qui intervient normalement √† mi-r√©gime du moteur si la voiture est bien r√©gl√©e. A se stade, le bypass se ferme, d√©sactivant le petit turbo et laissant le gros exprimer toute sa puissance.

3.1.3 Twin-Turbo

Le Twin-Turbo est une technique de suralimentation √† montage parall√®le. Il a deux particularit√©s : Comme son nom l’indique, il utilise naturellement deux turbos identiques, et lorsqu’il est mont√© sur des moteurs √† multiples culasses (En V, en H, en W) il offre la possibilit√© de r√©partir la charge de chacun des turbocompresseurs par banc de cylindres. C’est le montage pr√©f√©r√©s des sorciers motoristes friands de puissance. Le revers de la m√©daille est qu’il faut fatalement une grosse cylindr√©e pour entra√ģner de mani√®re d√©cente le Twin-Turbo.


Marketing

Tous ces systèmes pourraient sembler clairs et limpides, si les différents services marketing des constructeurs automobiles ne venait pas foutre une merde innommable, en jetant le trouble avec des appellations farfelues. Car certains fabricants considèrent que le terme Bi-Turbo a une connotation bien plus chic que le Twin-Turbo qui tend de son coté, à une certaine sportivité.

C’est ainsi que Renault colle le badge tr√®s trompeur de BiTurbo √† sa Safrane, alors m√™me que techniquement, il s’agit d’un Twin avec deux Turbos KKK strictement identiques. Audi se prends aussi les pieds dans le tapis avec sa RS4. Il faut finalement en d√©duire que le Twin-Turbo est un enfant l√©gitime du Bi-Turbo et non pas un fr√®re. Un Twin-Turbo est forc√©ment un Bi-Turbo mais pas l’inverse… Vous avez saisi toute la subtilit√© ?


3.2 Tri-Turbo

Toujours dans l’optique de gagner de la puissance et du couple, BMW d√©veloppe en 2008 un syst√®me tr√®s complexe √† trois turbocompresseurs. Il se compose de deux petits turbos et d’un troisi√®me nettement plus gros. Le premier petit turbo s’active des le ralentis et souffle en permanence sur l’int√©gralit√© de la plage d’utilisation du moteur. A partir de 1500rpm un volet enclenche le gros turbo qui d√©livre plus de 87% du couple jusqu’√† l’activation du dernier turbo √† 2500rpm. Les trois comparses vont alors souffler simultan√©ment et produire jusqu’√† 740Nm ! Le constructeur Bavarois est le seul √† utiliser cette technologie. L’inconv√©nient est qu’il se r√©v√®le bien plus complexe que les Bi et Twin-Turbo. Pire encore, BMW l’emploie exclusivement sur un bloc diesel… Bouuuuuuu, va de retros Satanas !


3.3 Quad-Turbo

√āmes sensibles, attention, on entre dans le dur ! Certains fabricants de supercars non rassasi√©s d√©cident d’avoir recours √† quatre turbocompresseurs. Bugatti sombre dans la folie d√®s 1991 avec son EB 110 anim√© par un V12 3,5L de 60 soupapes, quad-turbo et √† ITB (Papillons individuels).  Ce moteur d√©veloppera jusqu’√† 705cv sous l’√®re Dauer Sportwagen et emm√®nera l’EB 110 √† 370 km/h. De 2005 √† 2015, le constructeur fran√ßais va r√©cidiver avec l’emploi du quad-turbo dans sa Veyron 16/4.  Cette fois ci, c’est un W16 8,0L de 64 soupapes quad-turbo qui d√©livre 1001cv aux quatres roues motrices. Il a la particularit√© de fonctionner √† la mani√®re d’un Twin-Turbo : Chaque turbocompresseur s’occupe d’un banc de 4 cylindres. Depuis 2016, Bugatti √† encore franchi une √©tape en atteignant la barre de 1500cv, toujours avec son W16 quad-turbo. La Chiron dispose d’une vitesse de pointe de 463 km/h ! Aujourd’hui, le quad-turbo est devenu la marque de fabrique de Bugatti.


4. Les différentes technologies

4.1 La Géométrie Variable (TGV)

A pr√©sent que nous avons vu la course √† la d√©mesure que peut apporter une d√©bauche de turbocompresseurs, il est int√©ressant de se pencher sur une √©volution majeure du turbo : La g√©om√©trie variable. √Ä la fin de ann√©es 1980, Honda commercialise au Japon une s√©rie limit√©e de la Legend. Elle embarque un moteur V6 de 2.0L √©quip√© d’un turbo tr√®s particulier. Ce dernier comporte une paroi d’√©chappement compos√©s de volets (appel√©es ailettes) tout autour de la turbine. L’ouverture des ailettes est actionn√©e par un bras √©lectrique, et adapte le flux des gaz en fonction des n√©cessit√©s. Au final, le turbo se comporte comme un petit √† bas r√©gime, avec un couple tr√®s disponible puis lorsque les ailettes se ferment √† mi-r√©gime il est capable de d√©livrer sa pleine puissance. Honda lui donne le joli surnom de ¬ę¬†Wing-Turbo¬ę¬†. De nos jours, il permet d’√©viter un complexe syst√®me Bi-Turbo sur les sportives milieu-de-gamme, bien que ses pi√®ces mobiles internes le rendent plus fragile.

4.2 Le TwinScroll

Depuis quelques ann√©es, les fabricants de turbocompresseurs on mis au point le syst√®me TwinScroll. Ce principe consiste en la pr√©sence d‚Äôune double volute dans le carter turbine. Cette double volute permet une distribution optimale des pulsation de gaz d‚Äô√©chappement sur la turbine d’admission. Par sa grande simplicit√©, ce type de turbocompresseur tend √† √©quiper de plus en plus de sportives milieu-de-gamme.

4.3 Ball Bearing

En constante √©volution, les turbocompresseurs adoptent des techniques jusque l√† employ√©s uniquement en comp√©tition. Les roulements √† billes en sont un tr√®s bon exemple. Les pr√©c√©dentes g√©n√©rations utilisaient un palier qu’il fallait √©quilibrer avec une grande pr√©cision, et qui avait la f√Ęcheuse habitude de se calaminer avec les r√©sidus d’huile. Les turbos Ball Bearing ne sont pas confront√©s √† ce genre de probl√©matique.


5. Les périphériques externes

5.1 L’√Čchangeur (Intercooler)

La temp√©rature d’admission est un aspect de la suralimentation tres important qu’il est bon de ne pas n√©gliger. Nissan en a fait les frais sur sa Skyline [R30] 2000 RS-X de 1983 car son moteur, le F20JET, injectait de l’air chauff√© par un turbo d√©passant parfois les 1000 degr√©s. Le moteur peinait √† atteindre les 190cv. Deux ans plus tard, le constructeur nippon ajoutait un √©changeur air/air sur le circuit de suralimentation, faisant imm√©diatement atteindre les 206cv √† son bloc. Un √©changeur (intercooler en anglais) se pr√©sente sous la forme d’un radiateur dans lequel va transiter l’air chaud comprim√© par le turbo, pour √™tre refroidit avant d’√™tre inject√© dans la tubulure d’admission. Il est g√©n√©ralement plac√© √† l’avant de la voiture, tr√®s bas, de mani√®re √† √™tre expos√© le plus possible √† l’air frais.

Plus rarement on peu trouver des √©changeurs air/eau ayant l’avantage de restituer des temp√©ratures d’admission bien plus stables qu’un  √©changeur air/air, tributaire de la temp√©rature ext√©rieure.

5.2 La Dump valve (ou Blow Off)

Swoooosh, Pschiiit ou encore Woutoutoutou… Ces bruits si caract√©ristiques aux moteurs suraliment√©s sont g√©n√©r√©s par la Dump Valve, grande responsable en chef de la survie des turbocompresseurs. Si vous vous demandez √† quoi peu bien servir cette soupape, c’est que vous n’avez probablement jamais pris une porte battante dans les dents ! Explications : Lorsque le turbo entre en phase de charge, il comprime l’air et le pousse vers l’admission, mais lors du rel√Ęchement des gaz, pour un passage de rapport par exemple, le boitier papillon va naturellement se refermer alors que le turbo continue son travail de compression. Toute la partie situ√©e entre le turbo et le papillon va √™tre sujette √† une surpression √©norme allant jusqu’√† cr√©er une inversion du flux fatale pour le turbo. C’est l√† qu’entre en sc√®ne la Dump Valve, plac√© entre les deux, elle va alors s’ouvrir pour laisser s’√©chapper la surpression, et ainsi sauvegarder le turbo. L’ouverture de la Dump Valve est pilot√©e par la d√©pression du collecteur d’admission, cr√©√©e lors de la fermeture du papillon. Il existe deux types de soupapes de d√©charge : A recirculation (Blow Off) ou √† d√©charge (Dump). La premi√®re est √† circuit ferm√© et r√©injecte l’air de surpression, d√©comprim√©, dans la tubulure d’admission tandis que la seconde, √† circuit ouvert, lib√®re purement et simplement l’air comprim√© √† l‚Äôext√©rieur.

5.3 Le Turbo Timer

Un turbo n’a pour ainsi dire, aucun besoin d’entretien si ce n’est, de respecter un certain temps de refroidissement avant de couper le contact. Car le turbo chauffe √©norm√©ment et une fois en pleine charge, il peut d√©passer les 1000¬į Celsius. En cas de coupure pr√©matur√©e du moteur, la pompe √† huile s‚Äôarr√™te instantan√©ment et coupe la circulation du lubrifiant. Si le turbo vient d’√™tre sollicit√©, l’huile alors pr√©sente sur les paliers va stagner puis cuire rapidement, se transformant en calamine. Autant vous dire qu’√† la prochaine sollicitation, votre turbo ne va pas beaucoup appr√©cier l‚Äôexc√®s de mati√®re sur les paliers. Pour √©viter ce petit tracas, il existe un appareil tr√®s utile : Le Turbo Timer. Gr√Ęce √† un compte √† rebours r√©glable, il va prendre le relais sur le syst√®me de contact d√®s le retrait de la cl√©, et retarder l’extinction du moteur durant le laps de temps pr√©d√©finit, afin de laisser la temp√©rature du turbocompresseur redescendre tranquillement.


6. Hybride & DownSizing

Avec le passage au nouveau mill√©naire, nous sommes entr√©s dans l’√®re de l’√©cologie, de plein gr√© ou de force (en ce qui me concerne). Dans ce contexte, il se trouve que les √©missions de CO¬≤ soient le plus gros enjeu d√©nonc√© par nos √©colos. Et bien figurez-vous que la suralimentation est aussi une alternative viable au plafonnement des √©missions de gaz carbonique. S’il est possible d’aller chercher de la puissance sur les grosses et moyennes cylindr√©es, il en va de m√™me sur les plus petites. De cette mani√®re, il devient possible r√©duire la cylindr√©e d’un moteur, tout en augmentant sa puissance et son rendement gr√Ęce √† l’emploi de la suralimentation. Voil√† comment depuis plus de 10 ans, Renault parvient √† sortir 100cv d’un 1,2L TCe, et jusqu’√† 110cv d’un 898cm¬≥ TCe de 3 cylindres, alors que jadis il fallait au moins un 1600cm¬≥ pour atteindre une telle puissance. C’est ce qu’on appelle le downsizing.

Dans la cour des grands, BMW pratique aussi cette technique depuis 2011 : La terrible //M5 √† troqu√© son V10 5.0L atmosph√©rique de 507cv pour un ¬ę¬†petit¬†¬Ľ V8 4.4L suraliment√© de 560cv. Alors certes, elle √† perdu sa sonorit√© mythique mais en √©tant raisonnable, le vrombissement du V8 est quand m√™me loin d’√™tre d√©gueulasse ! Sans compter l’apport de couple des turbos. C’est √©galement dans cette dynamique que vient s’inscrire la technologie hybride TSi (TFSi chez Audi) du groupe VAG. Hybride, car elle utilise la combinaison d’un compresseur volum√©trique et d’un turbocompresseur sur les petites cylindr√©es. Volkswagen emploi le compresseur, toujours tr√®s disponible √† bas et tr√®s bas r√©gime pour obtenir des valeurs de couple plus √©lev√©s, puis une fois le moteur dans son mi-r√©gime, c’est le turbo qui va prendre le relais. C’est ainsi que le 3 cylindres en ligne 1.0L TSi est capable d’atteindre 115cv !


7. La pression

Qu’elle ait recours √† un compresseur ou un turbocompresseur, la suralimentation se mat√©rialise par de l’air comprim√© . C’est donc une pression que l’ont peut mesurer et qui s’exprime sous diff√©rentes unit√©s selon les pays. En France on parle de Bar (Bar Gauge plus pr√©cis√©ment) et on consid√®re vulgairement qu’il est √©gal √† 1 Kg de pression par cm¬≤. La Grande-Bretagne et les USA utilisent le PSI (Pound-force per Square Inch) qui est √©gal √† 0,07 bar alors que sur les Volvo su√©doises on peu lire la pression en Kp/cm¬≤ (Kilopond) dont l’unit√© √©quivaut 1 bar. Au Japon et en Italie, c’est le mmHg (mm de Mercure) anciennement le Torr (abr√©viation de son inventeur, Torricelli, et accessoirement le pseudo de votre serviteur) qui pr√©vaut. 1000 mmHg = 1000 Torr = 1,33 bar.

Tous les moteurs peuvent √™tre suraliment√©s √† diff√©rents niveaux de pression, mais ils ont chacun une r√©sistance qui leur est propre. Plus la pression sera haute, plus la puissance d√©livr√©e sera cons√©quente et plus le bloc devra supporter de fortes contraintes. On consid√®re de mani√®re leste un apport d’environ 10cv par tranche de 0,10 bar de pression. C’est ainsi qu’en augmentant arbitrairement la pression de 0.3 bar sur une R21 2.0L Turbo, elle gagne pr√®s de 30cv ! C’est encore plus bluffant tant l‚Äôop√©ration est d’une simplicit√© d√©concertante. Attention √† la casse si on est trop gourmand ! A contrario, sur les petites cylindr√©es, ou les v√©hicules √† vocation non-sportive, on utilise des basses pressions qui vont surtout agir sur le couple √† bas r√©gime, offrant une grande souplesse de conduite, et garantir la p√©rennit√© du moteur.


8. Le Protoxyde d’Azote

Pour terminer je vais aborder un type de suralimentation un peu plus particulier : Le N¬≤0 (protoxyde d’azote). Mieux connu sous l’appelation Nitro (Nitrous en anglais), il s’agit d’un gaz g√©n√©ralement conditionn√© √† l’√©tat liquide dans une bombonne sous pression, que l’on va injecter dans la tubulure d’admission. Sa particularit√© est de contenir de nombreuses mol√©cules d’oxyg√®ne qui vont se lib√©rer sous l‚Äôeffet de la compression du piston, provoquant de fait, une suralimentation tr√®s brutale. On consid√®re que l’apport de protoxyde d’azote augmente de 30 √† 100% la puissance du moteur, selon la quantit√© inject√©e. Le Nitro dispose √©galement d’une propri√©t√© surprenante : Toujours sous l’effet de la pression, il refroidit de mani√®re spectaculaire et comme un moteur requiert l’air le plus frais possible pour fonctionner de mani√®re optimale, autant vous dire que le N¬≤0 est tr√®s efficace. Toutefois, il convient d’avoir la main l√©g√®re sur les doses inject√©es, y compris en terme de temps, car une mauvaise utilisation peut se r√©v√©ler tr√®s dangereuse pour la sant√© du moteur. En outre, il faut songer √† recharger r√©guli√®rement la r√©serve de protoxyde, ce qui constitue un second point n√©gatif. La marque NOS (Nitrous Oxyde System) commercialise des kits complet, pr√™ts-√†-monter, contre quelques centaines d’euros. Attention cependant aux l√©gislations en vigueur dans votre pays : L’usage de ce type de suralimentation est strictement interdite sur la voie publique fran√ßaise. A moins d’avoir mont√© une vanne de condamnation, il n’est pas permis de circuler avec un tel kit.

Bombone de protoxyde d’azote (N¬≤O) NOS : gauche < – > A droite : Kit NX install√© dans une Supra RZ

Conclusion

 

Et voil√†, vous savez tout ou presque sur la suralimentation. S’il existe une multitude de combinaisons possibles pour doper un moulin, il me para√ģt tout de m√™me important d‚Äô√©dulcorer un peu le tableau pour cloturer cet article : Un moteur suraliment√© ne sera jamais aussi r√©actif qu’un atmosph√©rique √† cylindr√©e √©quivalente. Gentlemen’s, √† chacun son style !

ShiftLightment,
LeTorr.

Par LeTorr

Passionné Nippones, Expert Renault spécialisé Youngtimers.

1 r√©ponse sur ¬ę¬†ūüĒß La suralimentation¬†¬Ľ

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