Qu’est ce que le ‘downsizing’ moteur et comment ça marche ?

Qu’est ce que le ‘downsizing’ moteur et comment ça marche ?

Lorsque l’on s’intéresse à la mécanique automobile de ces dernières années, on remarque une tendance des constructeurs pour le downsizing (=réduction de taille) des moteurs. Sans toujours avoir été bien compris par les automobilistes, ce type de moteur s’est pourtant largement imposé dans nos flottes automobiles.

On retrouve surtout des moteurs ‘downsizés’ dans le segmet des compactes et des citadines. C’est le cas de la Ford Focus dont le moteur EcoBoost a déjà été récompensé plusieurs années consécutives pour ses performances élevées et sa consommation très faible et ce malgré son volume de 1l pour seulement 3 cylindres.

 

Le downsizing, c’est quoi au juste ?

Les trois cylindres d’un moteur en mouvement

Sans vous livrer un cours complet sur l’architecture des moteurs, il faut simplement savoir qu’un moteur contient un ou plusieurs cylindres dont la taille exprimée en cm3 ou en litres ce qui correspond au volume balayé par les pistons en mouvement dans ces cylindres.

Ceci étant dit, intéressons nous désormais au sujet de cet article en apportant une définition claire et précise à cet anglicisme qu’est le “downsizing”.

Il s’agit en fait d’un ensemble de procédés permettant la réduction de la taille de la cylindrée d’un moteur sans pour autant en dégrader les performances. En d’autres termes, les constructeurs ont trouvé le moyen de compacter les moteurs tout en conservant autant de puissance que celle fournie par un moteur plus volumineux.

 

Le downsizing, pour quoi faire ?

  • Le premier avantage évident de ces moteurs est qu’ils sont plus petits. En réduisant le nombre et la taille des cylindres, on économise une place précieuse qui permettra de faire rentrer le moteur dans des espaces plus réduits. Ce premier avantage permet au constructeur d’alléger les modèles qui en sont équipés et de libérer de l’espace pour par exemple offrir une plus grande habitabilité dans l’habitacle du véhicule.

 

  • Le deuxième avantage est de réduire la consommation de carburant : en parvenant à réduire la cylindrée sans réduire les performances, on améliore alors le ratio puissance / litre.

Exemple 1 : Pour une Ford Fiesta équipée d’un moteur EcoBoost de 1 litre de cylindrée développant une puissance de 125 ch, le ratio sera de 125ch/l.

Exemple 2 : Pour une Citroën C3 équipée d’un moteur PureTech de 1,2 litre de cylindrée développant une puissance de 82 ch, le ratio sera de l’ordre de 68ch/l.

Il s’avère que plus la cylindrée est importante, plus le moteur va consommer. L’explication derrière ce phénomène est que le carburant alimente les cylindres pour créer l’explosion. Mécaniquement, plus les cylindres sont gros, plus il faudra leur apporter de carburant. Un meilleur ratio signifie donc une consommation plus faible sans pour autant réduire les performances. Un avantage considérable pour l’acheteur quand vient le moment de choisir sa prochaine voiture.

 

  • Le troisième avantage et certainement celui qui a conduit les constructeurs à s’intéresser au downsizing : la réduction des émissions polluantes. En effet les constructeurs ont des normes à respecter visant à limiter les émissions polluantes qui émanent de leurs véhicules. Il s’avère que les moteurs dont la taille est réduite vont produire nettement moins de CO2. Or la plupart des normes se basent sur ces émissions de CO2, calculées en g/km. C’est notamment le cas du bonus / malus écologique qui s’applique sur l’achat de véhicules neufs. C’est pour cette raison que le downsizing s’est généralisé auprès des constructeurs, qui cherchent à maximiser leurs ventes en faisant bénéficier à leurs clients d’avantages fixés par l’état, tel que la prime à la conversion.

 

Le downsizing comment ça marche ?

Pour parvenir à créer des moteurs plus puissants avec moins d’espace, les constructeurs doivent parvenir à maximiser le rendement de leurs moteurs.

Pour cela, plusieurs solutions s’offrent à eux :

  • Ajouter un ou plusieurs turbocompresseurs à leurs moteurs. Les turbos utilisent les gazs d’échappement du véhicule et viennent comprimer l’air ainsi généré entre deux turbines pour l’envoyer à haute pression dans le moteur : on parle alors de suralimentation. A la différence du compresseur, le turbo est efficace sur de petites cylindrées, bien qu’il ne s’active qu’à partir d’un certain régime, ce régime est facilement atteint sur des moteurs plus petits qui ont besoin de monter plus haut dans les tours pour fournir de la puissance. En parvenant à envoyer d’avantage d’air dans les cylindres on obtient une détonation plus importante, ce qui génère plus de puissance.

 

  • Avoir recours à des injecteurs plus efficaces pour avoir des combustions plus fortes. Grâce à l’injection directe, les constructeurs parviennent désormais à mieux contrôler le dosage et le timing d’apport de carburant pour obtenir une meilleure efficacité.  L’utilisation d’une rampe commune pour les injecteurs permet également une pression d’injection plus élevée et uniforme dans chaque cylindre. Ce système permet donc une consommation réduite et de meilleures performances pour une même cylindrée.

 

Quelles sont les limites du downsizing ? 

  • Consommation : Aujourd’hui, le downsizing est un peu moins à la mode qu’avant. Cela est notamment du à l’évolution du cycle d’homologation avec la nouvelle norme WLTP qui mesure aujourd’hui la consommation des véhicules dans des circonstances plus proches de la réalité qu’auparavant. En effet, lors de l’ancien cycle d’homologation NEDC, la consommation et les émissions des véhicules étaient calculées lors d’un test où le véhicule devait accélérer de 0 à 70 km/h en … 41 secondes. Un test finalement très éloigné des conditions normales d’utilisation. Cette ancienne norme donnait un net avantage aux plus moteurs “downsizés” qui s’avéraient très efficaces sur ce type d’accélération et affichaient une bien meilleure consommation à allure lente. Dans des conditions réelles d’utilisation, les moteurs downsizés consomment souvent bien plus que les estimations annoncées.

 

  • Production de pollution : des micro-particules d’Azote (Nox) sont relachées dans l’air lors des combustions, il se trouve les moteurs plus petits vont être obligés de créer des combustions plus fortes pour parvenir à conserver une puissance équivalente à celle d’un moteur plus grand. Or ces combustions plus fortes vont avoir pour effet de produire plus de Nox. Il se trouve que les cycles d’homologation ont longtemps ignoré les émissions de Nox et que les nouvelles reglementation prennent désormais en compte ce type d’émissions. Cela remet en question les moteurs qui produisent une grande quantité de micro-particules d’Azote, tels que les moteurs downsizés.

 

  • Fiabilité : plus la cylindrée est petite, plus le moteur est soumis a de fortes contraintes. A l’heure actuelle, nous n’avons pas assez de recul pour juger de la fialibité des moteurs downsizés sur le long terme car ces derniers sont plutôt récents. Pour autant, tout porte à croire que ces moteurs sont globallement moins fiable qu’un moteur ayant une plus grande cylindrée, et donc plus d’espace dans lequel ses combustions auront lieu.

 

Quel avenir pour le downsizing ? 

Depuis un peu plus d’un, on assite à un contre-mouvement de la part de certains constructeurs tels que Mazda, Audi et Volkswagen : le rightsizing.

En opposition au downsizing, le rightsizing consiste à faire correspondre avec justesse la capacité des cylindres et la taille du véhicule. A priori, le rightsizing cumule les avantages offerts par le downsizing sans en emprunter ses défauts : moteurs plus efficaces, moins gourmands en carburant et surtout moins polluants.

Avec une taille de cylindre plus adaptée, les combustions sont ainsi plus complètes ce qui a pour effet de produire moins de Nox et de prolonger la durée de vie du moteur.

Grâce aux avantages qu’il apporte, le downsizing a encore de beaux jours devant lui malgré sa remise en question suite à l’arrivée du nouveau cycle d’homologation. Les constructeurs continuent donc d’innover afin de nous proposer des moteurs toujours plus efficaces.

On espère voir à l’avenir des moteurs thermiques toujours plus efficients et adaptés aux besoins de chaque véhicule.

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