Zoom sur le moteur mCe-5 VCri

La société française mCe-5 deVelopment (située à Lyon) développe le moteur à taux de compression variable mCe-5 connu afin de diminuer la consommation de carburant et les rejets de Co2 jusqu’à 35 % et plus et d'assurer performances et agrément de conduite. Le moteur intégré dans un véhicule démonstrateur est un mCe-5 VCri de 1 484 cm3 délivrant une puissance de 220 ch à 4 000 tr/min et un couple de 420 nm dès 1 500 tr/min : il est monté dans une Peugeot 407. Ce moteur permet d'obtenir une consommation moyenne réduite à 6,7 l/100 km (160 g C02/km) qui sera portée à moins de 6 l/100 km à l’horizon 2010 (avec les mêmes performances).

La société française mCe-5 deVelopment détaille cette technologie

Le taux de compression conditionne directement le rendement énergétique, les émissions polluantes et les performances en couple et en puissance des moteurs à combustion interne. Le rendre variable ouvre un ensemble de stratégies permettant d’améliorer signifcativement chacune de ces caractéristiques.

En 2008, les moteurs sont plus sophistiqués et efficaces que ceux d’hier, mais moins que ceux de demain. Ils sont équipés de nombreux capteurs qui renseignent un calculateur sur la position de la pédale d’accélérateur, sur le débit d’air d’admission et la teneur en oxygène des gaz d’échappement ou encore, sur le régime de rotation. Le calculateur peut ainsi accéder à la demande en couple du conducteur, préparer un mélange d’air et de carburant en respectant toujours les bonnes proportions ou obtenir de la détente des gaz le plus de travail possible. le calculateur intervient sur le fonctionnement du moteur au moyen d’actionneurs qu’il pilote électriquement. Ces actionneurs lui servent, par exemple, à régler l’ouverture du papillon des gaz, la quantité de carburant injectée, le moment où s’ouvrent les soupapes, ou l’instant où est déclenchée la combustion au moyen d’une étincelle. le calculateur dispose de "tables" dans lesquelles fgurent les réglages à retenir pour chaque actionneur tenant compte des conditions de fonctionnement du moteur. le calculateur possède également des fonctions logiques qui lui permettent de calculer en temps réel, certaines valeurs ne figurant pas dans ses tables. Tous les moteurs modernes que nous utilisons aujourd’hui fonctionnent selon ces principes. Il existe pourtant un paramètre essentiel sur lequel le calculateur n’avait jusqu’alors aucune emprise : le taux de Compression.

Depuis toujours, faute d’une technologie appropriée, on ne contrôle pas le taux de compression. Cette lacune se paie au prix d’une consommation accrue de carburant, d’un couple et d’une puissance limités et d’un moindre contrôle sur les émissions polluantes. un taux de compression fixe constitue un véritable verrou technologique pour les moteurs à essence que le mCe-5 supprime en leur apportant le taux de compression variable. Cet actionneur nouveau – qui permet de contrôler le taux de compression – augmente drastiquement les performances et le rendement énergétique des moteurs à essence.

Comme la plupart des stratégies et technologies appliquées à la motorisation, le taux de compression variable – dit aussi VCr (Variable Compression ratio) – est un principe ancien. Les premiers concepts de moteurs VCr sont apparus au début du siècle dernier. Des constructeurs comme Saab, Psa ou Volkswagen ont depuis longtemps étudié le potentiel du VCr et révélé son efficacité à réduire drastiquement la consommation et les émissions polluantes. À ce titre, divers moteurs prototypes ont été réalisés dont les performances ont été mesurées. La réduction de la consommation de carburant proposée par le VCr s’est révélée être de l’ordre de 30 %, ce qui équivaut à une trentaine d’années de progrès sur les moteurs à essence. À ce jour, ces moteurs prototypes étudiés n’ont pas su répondre aux critères permettant à un moteur d’être produit et commercialisé à grande échelle. Les problèmes rencontrés ont été par exemple une durée de vie insuffsante, un encombrement excessif, des émissions acoustiques inacceptables ou des pertes énergétiques nouvelles qui ont par trop minoré l’avantage du VCr (Taux de compression variable = VCR, Variable Compression Ratio / Principe dont les 1ers brevets sont apparus en 1928). Tout l’intérêt de la technologie mCe-5 est de rendre le VCr éligible pour la production en grande série. Cette particularité vient de caractéristiques uniques du mCe-5 tant fonctionnelles qu’économiques et industrielles.

Tout l’objet du mCe-5 est de proposer une technologie VCr éligible pour la production en grande série. À ce titre, le mCe-5 valorise au mieux la stratégie du VCr sans jamais en minorer le gain et répond à l’ensemble des contraintes imposées par la commercialisation à grande échelle de véhicules automobiles. Pour atteindre les objectifs initiaux du programme mCe-5 et valider au banc d’essai les caractéristiques et qualités de cette technologie, plus de 12 années de recherches et de développement auront été nécessaires.

Ce qui en 2000 n’était qu’un objectif est aujourd’hui validé par un ensemble de plus de 60 sociétés partenaires qui développe la technologie mCe-5. Les procédés de fabrication en grande série pour chacun des composants de la technologie mCe-5 ont été identifiés, testés et validés avec des industriels fournisseurs de 1er rang de l’industrie automobile. Le prix de revient de l’ensemble du moteur a été établi précisément en intégrant les investissements et les coûts opérationnels liés à la production de 2 000 moteurs par jour à un horizon de temps situé entre 2015 et 2017.