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Les constructeurs ne passeront pas les normes CO2 sans améliorer le rendement des moteurs thermiques

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Dans un entretien accordé à AUTOACTU.COM (9/11/16), le directeur général de MCE-5 Henri Trintignac explique que l’objectif moyen de 95 g de CO2/km en 2021 avec mesure des émissions dans le nouveau cycle WLTP pose les limites du moteur thermique actuel. « Nous sommes dans une phase paradoxale où tout le monde réalise qu’il est nécessaire d’augmenter le rendement des moteurs thermiques et où on voit une sorte de tétanie. Le mur se rapproche et les décisions ne sont pas prises », constate-t-il. « Pourtant ce qui va sortir en 2020 est déjà dans les cartons », ajoute-t-il. En 2020, les constructeurs devront atteindre une moyenne de 95 g de CO2/km sur 95 % des ventes de véhicules neufs à cette date, objectif qui devra être atteint à 100 % en 2021. Comme aujourd’hui, cette moyenne est individualisée pour chaque constructeur en fonction des caractéristiques de ses véhicules (pour tenir compte de leur poids et empreinte au sol), ce qui donne un objectif plus sévère pour les marques généralistes par rapport aux marques de haut de gamme.

Or depuis l’adoption de ce texte début 2014, l’affaire Volkswagen a nettement compliqué l’atteinte de cet objectif en réduisant la part du diesel dans le mix de motorisation. « 10 % de diesel en moins, c’est 2 à 3 g en plus », souligne M. Trintignac. A cela s’ajoute le changement de cycle avec l’adoption en 2020 du WLTP, censé mieux refléter les conditions de conduites réelles, pour le calcul des émissions de CO2. Un changement de cycle qui rend caduque l’optimisation du cycle NEDC ces dernières années, qui a permis aux constructeurs d’afficher une importante réduction de leurs émissions de CO2 restée largement « théorique ». « Les constructeurs ont en moyenne 10 g à faire et le cycle WLTP, c’est 8 à 15 g de plus », explique le dirigeant.
Cette nouvelle réalité risque d’être douloureuse et contraint les constructeurs à s’orienter vers une électrification massive de leur gamme.

C’est dans ce contexte que se situe l’intérêt de la technologie à taux de compression variable. « On est arrivé au bout du potentiel du cycle Miller Atkinson. Pour progresser en rendement, il faut maîtriser un paramètre supplémentaire. Le dernier qui n’a pas été optimisé est le taux de compression. C’est le paramètre le plus difficile à maîtriser », explique Henri Trintignac. A ce jour, Nissan est le seul constructeur à avoir annoncé (en première mondiale au Mondial de l’Automobile de Paris le mois dernier) la mise en production d’un moteur à essence de 2 litres à compression variable VC-Turbo (Variable Compression Turbo) qui sera intégré aux modèles Infiniti produits à partir de 2018.

Sur ce créneau, il y a aussi MCE-5 Développement, entreprise française créée en 2000 et qui, après 16 années de travaux de recherche, a annoncé avoir signé en juillet 2015 un premier contrat avec le constructeur chinois Dongfeng. « Nous avons été retenus par Dongfeng à l’issue d’un benchmark que nous avons réalisé conjointement pendant un an en comparant notre système VCR à deux technologies : un moteur conventionnel à taux de compression fixe turbo à injection directe avec recirculation des gaz d’échappement et distribution variable à deux positions à l’admission, et un hybride 48 Volt. En maturité technologique, investissement, performance et donc en gain de CO2, nous avons conclu avec notre client que nous avions le meilleur compromis. La réduction des émissions de CO2 est plus importante à un coût égal ou inférieur et pour une masse et un volume réduit », exploque M. Trintignac. Selon ces résultats, par rapport à un moteur thermique en 2015, le surcoût de ce moteur représente pour le constructeur (y compris royalties) 30 euros par gramme gagné sur le cycle WLTP et peut rapporter entre 10 et 15 g. « L’hybride 48 Volt apporte le même niveau de gain, mais pour un coût entre 60 et 70 euros du gramme gagné », précise-t-il.

Le taux de compression annoncé pour le moteur MCE-5 VCRi varie entre 8:1 et 18:1 (la variation annoncée par Nissan est de 8:1 à 14:1) avec un taux variable cylindre par cylindre. L’amélioration annoncée par EMC-5 Développement est un rendement attendu à 40 % pour 2020 (contre un maximum actuel autour de 35 % à 36 % pour un moteur thermique traditionnel). Autre avantage : 75 % de la plage de fonctionnement moteur offre un rendement supérieur à 35 %.
Et ce n’est qu’un début, puisque EMC-5 vise une cible de 44 % pour des applications à horizon 2025. « Notre technologie est évolutive, ce qui permettra aux constructeurs de rentabiliser les investissements », assure le dirigeant.

MCE-5 Développement compte 670 actionnaires qui ont déjà investi 64 millions d’euros dans ce programme de recherche. L’entreprise a par ailleurs bénéficié d’aides publiques (au niveau français et européen) à hauteur de 25 millions et de ses premiers financements clients depuis 18 mois, à hauteur de 25 millions également. Ce sont au total 115 millions d’euros qui ont été investis pour faire atteindre le niveau 7, sur l’échelle TLR de mesure de maturité des technologies à ce moteur VCRi. Cela signifie qu’il est aujourd’hui « sur étagère » prêt à être industrialisé, ce qui nécessite encore 5 ans de développement avant une production en série. Sans les nommer, Henri Trintignac annonce mener aujourd’hui des discussions avancées avec plusieurs constructeurs américains, européens et japonais.

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