Les défis qui attendent le Diesel

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Le Diesel est partout. Omniprésent dans nos rues, il va maintenant tenter de se faire une place au soleil en compétition. En effet, Peugeot a annoncé son retour aux 24 Heures du Mans, en 2007, avec un prototype propulsé par un moteur Hdi équipé du FAP. Cependant, le constructeur français devrait, selon toute vraisemblance, être devancé par Audi. En effet, la marque aux anneaux, qui aurait déjà largement entamé son programme de développement, devrait prendre le départ de l'édition 2006 avec son prototype TDi ! Quoi qu'il en soit, cette volonté d'engager une mécanique Diesel sur l'une des courses les plus prestigieuses au monde témoigne, au-delà du marketing, de l'évolution technique qu'ont subie ces mécaniques. Le quatre cylindres de la Mercedes 260 D développant 45 ch en 1936 est définitivement une pièce de musée. Aujourd'hui, un quatre cylindres Diesel peut développer jusqu'à 150 ch, voire même 170 ch cet automne avec un nouveau 1,9 TDi sur la Passat, tout en consommant moins et rejetant des doses toujours plus faibles de polluants. Et que dire des V6, V8 et autres V10 "mazouts" qui offrent des performances étourdissantes. Un chapitre dominé quasi exclusivement par les Allemands, Mercedes, BMW, Audi et Volkswagen, qui ont encore placé la barre très haut. En effet, face au V10 TDI de Wolfsburg développant 313 ch, Mercedes a répondu avec un tout nouveau V8 CDI de 314 ch. BMW n'est pas en reste avec sa motorisation 6 cylindres en ligne 3 litres bi-turbo de 272 ch et un V8 de 300 ch, tout comme Audi qui vient de lancer sur l'A8 restylée un V8, là encore, de 326 ch ! Et on peut parier sur des mécaniques encore plus folles dans l'avenir comme l'attestent les travaux de Mercedes, notamment, sur un Diesel tri-turbo ! Pour autant, les mécaniques Diesel ne surclassent pas encore totalement les essence, les défis étant encore nombreux, le bruit et la dépollution en tête.

Bientôt des pressions d'injection proches de 2 500 bars

Bien qu'avantagée en terme de rejet de CO2, du fait d'une moindre consommation, les mécaniques Diesel ont encore maille à partir avec les émissions d'oxydes d'azote (Nox) et de particules. Sur ce dernier point, le filtre du même nom semble apporter une réponse efficace et Bosch annonce que dans le cadre des futures normes Euro V, applicables en 2010, un tel filtre sera nécessaire sur tous les véhicules. Selon l'équipementier allemand, qui va d'ailleurs livrer ses propres filtres à particules dans le courant de l'année, les discussions de la Commission européenne laissent envisager une valeur limite de rejet de particules cinq fois inférieure à celle de la norme Euro IV, soit 5 milligrammes/km contre 25 en Euro IV. Si pour nombre de véhicules, un tel filtre devrait se montrer suffisant, pour les plus puissants et les plus lourds d'entre eux, le filtre à particules ne suffira pas. Dans cette hypothèse, le système d'injection ainsi que sa pression joueront un rôle prépondérant. Aujourd'hui, une pression de 1 600 bars en Common Rail et de 2 000 bars en injecteur-pompe sont monnaie courante mais, d'ici quelques années, à l'image de l'inflation généralisée dans l'automobile, des valeurs comprises entre 1 800 et 2 500 bars sont annoncées. Delphi affirme qu'elle est prête à commercialiser un système Common Rail solénoïde 1 800 bars ainsi qu'un système avec injecteurs piézo-électriques. De plus, l'équipementier américain va même dévoiler durant le prochain Salon de Francfort une version 2 000 bars. Bosch et Siemens sont dans la même fourchette de pression, mais avec des injecteurs piézo-électriques. Le but n'est toutefois pas d'établir un record de pression, mais d'obtenir une meilleure combustion, synonyme de moins de rejets. Ainsi, en injectant le gasoil à de telles pressions (en km/h, le gasoil arrive à plus de 2 350 km/h !), et en petites quantités puisque les systèmes actuels peuvent réaliser 5 injections par cycle, on améliore le rendement de la mécanique. Les têtes d'injecteurs ne doivent pas être oubliées dans ce processus, car c'est également grâce à elles que la pulvérisation peut être augmentée pour plus d'efficacité dans la chambre de combustion. En effet, une tête d'injecteur peut compter jusqu'à 7 buses aujourd'hui, permettant de réduire le diamètre de chacune afin d'arriver au degré de pulvérisation optimal. Il faut toutefois faire attention à l'encrassement, que les nouveaux gasoils viennent combattre, mais aussi aux coûts, car une telle technique demande un savoir-faire particulier en terme d'usinage. Aujourd'hui, dans le contexte de la norme Euro IV, les buses sont de l'ordre de 120 à 130 microns et, selon toute vraisemblance, les contraintes de la future norme devraient les faire passer de 90 à 100 microns.

Toyota et Denso ont-ils pris une longueur d'avance ?

Mais face à ce futur, somme toute assez proche, Toyota et Denso proposent déjà un système de dépollution qui leur fait dire que l'Avensis D-Cat est le véhicule Diesel le plus propre de la planète avec des rejets de particules et de Nox respectivement inférieurs de 90 % et 50 % à la norme Euro IV. Pour arriver à ce résultat, Denso propose un système d'injection utilisant une pression d'injection de 1 800 bars et des injecteurs piézo-électriques. Ce système, commercialisé en France aujourd'hui mais qui l'est déjà depuis quelques années en Angleterre, n'a pas d'équivalent sur le marché. Associant pas moins de 15 capteurs, le DPNR Toyota (Diesel Particulate Nox Reduction system) s'appuie également sur une gestion des injections très précise. En effet, Denso annonce avoir réussi à réduire l'intervalle entre chaque injection de 0,4 à 0,1 milliseconde ! Mais ce dernier n'explique pas à lui seul le résultat obtenu. Le DPNR, couvert par 1 622 brevets, recourt également à un super-catalyseur (voir JA n° 850 page 88) et à un 5e injecteur qui vient pulvériser du gazole dans l'échappement, sous une pression de 7 à 10 bars, afin de faciliter l'élimination des particules et des polluants. Toyota et Denso auraient-ils pris une longueur d'avance sur la concurrence ? En tout cas, il semble que le 5e injecteur ait la cote à la bourse des équipementiers. A suivre. 
 
Christophe Jaussaud