Technique : Le diesel, un moteur noble

Il paraît loin le temps où diesel rimait avec rusticité, bruit, odeurs et léthargie. Loin des clichés « mazout » qui appartiennent à un autre âge, la technique mise au point par Rudolf Diesel à la fin du XIXe siècle s’habille aujourd’hui en high tech. Développée au cours des vingt dernières années, toute une technologie sophistiquée a offert à cette mécanique ses lettres de noblesse.

Désormais, le diesel allie puissance, silence, agilité, souplesse d’utilisation et consommation encore plus faible que par le passé. Ces progrès ont pour noms allégement, avec le recours à des culasses en aluminium, suralimentation, injection par rampe commune, moteurs multisoupapes et régimes nettement plus élevés (6500 tr/min).

Les marques prestigieuses sont progressivement venues au diesel : Mercedes depuis longtemps (1936), puis BMW et Audi, les constructeurs allemands démontrant leur statut de grands motoristes devant l’éternel. Longtemps très réticent, Jaguar a fini par se rendre à la réalité avec un V6 2,7 litres bi-turbo d’origine Ford. Mercedes monte sur sa Classe S un V6 CDI de trois litres (235 ch), BMW équipe sa 745 d d’un V8 double turbo de 300 ch et Audi A8 le V8 TDI de 4,2 litres et 326 ch. Aujourd’hui, 80% des modèles de haut de gamme commercialisés en France sont à motorisation diesel.

Les avantages de la technologie diesel sont nombreux. Outre que le gazole apparaît comme un carburant plus énergétique que l’essence, le rendement d’un moteur diesel s’avère meilleur en raison de son taux de compression élevé — plus du double de celui d’un moteur à allumage commandé. De plus, il fonctionne à richesse variable, le plus souvent en excédent d’air, d’où un mélange pauvre et une consommation inférieure de l’ordre de 20% par rapport à un moteur à essence (encore moins en ville). L’un des grands atouts du diesel est son couple très important et obtenu à bas régime. Il se révèle aussi moins polluant, car il rejette moins d’émissions d’hydrocarbures imbrûlés et de monoxyde de carbone.

Mais tout n’est pas si rose car ces avantages physiques rencontrent quelques difficultés de mise en œuvre. La détonation doit se produire uniquement quand le piston a atteint son point mort haut, moment où le gazole est injecté — un moteur diesel n’aspire et ne comprime que de l’air. Or ce temps est très court, ce qui rend difficile l’obtention d’un mélange homogène et par conséquent l’optimisation du rendement.

Il existe deux solutions pour résoudre cet inconvénient : faire tourbillonner l’air dans la préchambre (injection indirecte) ou le faire passer dans un conduit d’admission en colimaçon. Ce qui entraîne la mise en rotation de l’air au moment de son aspiration par le piston (injection directe). Mais en raison de son handicap de respiration dû au conduit en colimaçon, le diesel à injection directe doit être suralimenté. Il faut le gaver. Il se trouve que le turbo se prête idéalement à cet exercice car il génère un meilleur balayage de la chambre. Les moteurs multisoupapes améliorent également le remplissage en air.

En matière de pollution, le diesel a deux défauts à surmonter : la formation de suies, qui se transforment en particules à l’échappement, et les oxydes d’azote favorisés par l’oxygène en abondance. On diminue la quantité de ce dernier en recyclant une partie des gaz d’échappement dans l’admission (jusqu’à 60%). Quant aux particules, elles sont éliminées par un filtre.

En prévision de la norme Euro5 à l’horizon 2008, la solution de ces problèmes s’appelle combustion homogène (HCCI, Homogeneous Charge Compression Ignition), qui réduit à la fois les particules et les oxydes d’azote. Il s’agit d’injecter le gazole plus tôt pour allonger le délai d’auto-inflammation et constituer un mélange homogène avant le commencement de la combustion. La difficulté de l’HCCI est de pouvoir déclencher l’auto-inflammation à proximité du point mort haut. Mais la combustion homogène associée au filtre à particules permettra au diesel d’être propre.

Après cette débauche de progrès techniques, il restait au diesel un domaine à conquérir, le plus prestigieux et le plus emblématique : la compétition. C’est chose faite aujourd’hui. Pionnière de cette nouvelle frontière, l’Audi R10 TDI s’attaque au mythe des 24 Heures du Mans les 17 et 18 juin prochains. Peugeot en fera de même en 2007, qui présente sa voiture le 15 juin, au Mans précisément. Le mouvement est lancé. Pour demain, l’hypothèse d’une voiture de sport, d’une GT diesel, paraît tout à fait crédible. Et pour après-demain, pourquoi pas la Formule 1 ?