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Comment Fiat a transformé les moteurs Diesel : Unijet, common rail, Multijet et MultiAir

Voiture compacte blanche moderne exposée en salon, moteur présenté en arrière-plan sur un socle blanc.

Aujourd’hui en perte de vitesse, notamment à cause du coût des technologies destinées à réduire les émissions, les moteurs Diesel ont pourtant été, jusqu’à une période très récente, les « héros » de l’industrie automobile. Ils gagnaient aux 24 Heures du Mans (Peugeot et Audi), dominaient les ventes et séduisaient des millions d’automobilistes. Mais peu de gens savent que Fiat est la marque qui a le plus pesé sur l’évolution du Diesel tel qu’on le connaît aujourd’hui.

Cet article revient précisément sur cette contribution. Et c’est un texte long - peut-être même trop long.

Mais, honnêtement, je pense que cela vaut le coup de consacrer quelques minutes de vie à écrire (et à lire…) certains épisodes qui ont jalonné l’existence d’une motorisation autrefois géniale et aujourd’hui devenue… une bête !

En résumé : le méchant le plus détesté de tous par toutes les associations qui ont « vert » dans leur nom.

Alors quoi ? Nous nous serions tous trompés sur les qualités de cette solution ? La réponse est non.

Des consommations réduites combinées à un gazole moins cher, un couple disponible dès les bas régimes et un agrément de conduite en nette progression constituaient (et, dans certains cas, constituent encore) des arguments solides pour les acheteurs - je viens de tester une BMW avec un moteur Diesel 3.0 l et il faut être fou pour dire du mal de ce moteur.

De la petite citadine à la berline de direction la plus luxueuse, l’automobile européenne vivait au gazole. À tel point que même les mythiques 24 Heures du Mans n’ont pas échappé à la « dieselmania ». Sur le plan fiscal, on a aussi tout fait - ou presque - pour que ce carburant devienne le favori des flottes d’entreprise et des particuliers. Au Portugal, c’est encore le cas.

Il faut remettre les choses en contexte…

Chaque fois que j’aborde les moteurs Diesel, j’insiste sur ce rappel, parce que, du jour au lendemain, on a eu l’impression que le Diesel était devenu le pire moteur du monde et que nous avions tous été idiots d’avoir un Diesel dans le garage. Nous ne l’avons pas été. Je suis très content de mon « vieux » Mégane II 1.5 DCi de 2004…

NON ! Ce ne sont pas les pires moteurs du monde et non, tu n’es pas stupide.

Ce sont des normes environnementales de plus en plus strictes (accélérées par le scandale des émissions), combinées aux progrès des moteurs essence, ainsi qu’à l’offensive plus récente de l’électrique, qui ont orchestré la lente disparition de cette solution. Les institutions européennes qui encourageaient hier le Diesel sont les mêmes qui, aujourd’hui, veulent un divorce conflictuel avec ces moteurs - une sorte de « la faute n’est pas la tienne, c’est moi qui ai changé. on doit s’arrêter… ».

J’avoue ressentir un certain malaise lorsque des responsables politiques désignent des solutions, alors qu’ils devraient se contenter de fixer des objectifs : ce sont les constructeurs qui doivent choisir la voie qu’ils jugent la plus pertinente pour atteindre les buts définis par le pouvoir politique, et non l’inverse. De la même manière qu’on nous a « vendu » autrefois l’idée que le Diesel était la meilleure réponse (ce qui n’était pas vrai…), on essaie aujourd’hui de nous vendre les motorisations électriques. Peuvent-ils se tromper ? Le passé nous montre que c’est possible.

D’autant que tout le monde ne semble pas convaincu par la direction prise par les institutions européennes. Mazda a déjà annoncé une nouvelle génération de moteurs à combustion aussi efficients que des moteurs électriques ; Carlos Tavares, PDG de PSA, a lui aussi partagé ses inquiétudes ; et cette semaine encore, Linda Jackson, Directrice exécutive de Citroën, a abaissé les attentes autour des motorisations électriques.

Au-delà des solutions, nous sommes d’accord sur l’essentiel : il faut diminuer l’impact environnemental de la mobilité sur la planète. Peut-être que les moteurs à combustion peuvent faire partie de la solution plutôt que du problème.

Quand le Diesel était le pire moteur du monde

Aujourd’hui, ils ne sont pas les pires moteurs du monde - mais ils l’ont déjà été. Pendant longtemps, les Diesel ont été les parents pauvres des motorisations thermiques ; pour certains, ils le restent. Et après cette introduction gigantesque (avec quelques piques au passage…), c’est précisément de cela qu’il s’agit : l’évolution des moteurs Diesel. Des pires moteurs du monde aux meilleurs (en Europe)… puis, à nouveau, aux pires moteurs du monde.

C’est une histoire au dénouement triste car, comme on le sait, le personnage principal va mourir… mais sa vie mérite d’être racontée.

Écartons la partie « naissance » du Diesel, qui n’a pas grand intérêt ici. Mais, en quelques mots : le moteur Diesel, aussi appelé moteur à allumage par compression, est une invention de Rudolf Diesel, qui remonte à la fin du XIXe siècle. M’étendre sur ses origines m’obligerait à parler de thermodynamique (comme le système adiabatique) pour comprendre comment la compression d’un carburant déclenche l’ignition. Or, ce que je veux, c’est arriver au moment où Fiat s’empare du concept et l’améliore.

Faisons donc un bond de plusieurs décennies : jusqu’aux années 80, le Diesel était le vilain petit canard de l’industrie automobile. Ennuyeux, polluant, peu puissant, beaucoup trop bruyant et enfumé. Une catastrophe !

Cette généralisation te convient ? Si la réponse est non, utilise la boîte de commentaires.

C’est alors que le Diesel a rencontré une belle Italienne

Vous connaissez l’histoire du Prince Grenouille, rendue mondialement célèbre par les frères Grimm ? Ici, notre « grenouille de service », c’est le moteur Diesel (oui, deux paragraphes plus haut, c’était un vilain petit canard…). Et comme toute véritable grenouille, le Diesel avait peu d’atouts remarquables. Jusqu’au jour où « notre » grenouille a croisé une superbe dame d’origine italienne, princesse du comté de Turin : Fiat.

Elle lui a donné un baiser. Ce n’était pas un « baiser français » (aka french kiss) mais un baiser baptisé unijet.

Et avec les baisers, on arrête les analogies, sinon je vais me perdre. Mais c’était facile à suivre, non ?

Si ce n’était pas clair, voilà ce que je voulais dire : les Diesel étaient une misère avant l’arrivée de Fiat. Ce n’est ni Mercedes-Benz, ni Volkswagen, ni Peugeot, ni Renault, ni aucune autre marque qui a transformé le Diesel en une technologie réellement capable d’animer une voiture. C’est Fiat ! Oui, Fiat.

C’est ici que notre histoire commence (vraiment)

Fiat s’est intéressée au Diesel dès 1976. Cette année-là, la marque italienne a commencé à concevoir des solutions technologiques pour ces moteurs, probablement sous l’effet de la crise pétrolière de 1973.

La première de ces solutions à atteindre le marché a été l’injection directe. Il a fallu attendre jusqu’en 1986(!) pour voir les premiers résultats de toutes ces années d’investissement. Le premier modèle à recevoir un Diesel à injection directe a été le Fiat Croma TD-ID.

Le Fiat Croma TD-ID utilisait un moteur Diesel quatre cylindres développant l’écrasante puissance de… 90 cv. Évidemment, tout le monde rêvait d’une autre version : le Croma Turbo i.e., équipé d’un 2.0 l turbo essence de 150 cv. Et le bruit typique du turbo (psssttt…) faisait le bonheur des conducteurs les plus pressés.

Premiers pas de la technologie Unijet

Le Fiat Croma TD-ID a constitué un premier pas décisif vers la révolution technologique du Diesel. L’injection directe a apporté des progrès importants en rendement, mais le problème du bruit persistait. Les Diesel restaient bruyants - beaucoup trop bruyants !

Fiat s’est alors retrouvée face à un choix. Soit accepter la nature sonore des Diesel et chercher des moyens d’isoler leurs vibrations de l’habitacle, soit attaquer le problème à la racine. Devinez ce qu’ils ont choisi ? Exactement… olé !

Une partie du bruit de ces mécaniques provenait du système d’injection. Fiat a donc ciblé cet élément, en développant une injection plus silencieuse. Et la seule architecture d’injection capable d’atteindre cet objectif reposait sur le principe de la « rampe commune » - aujourd’hui connu sous le nom de common rail.

Le principe du système common rail est relativement simple à expliquer (pas du tout…).

Le fondement du common rail est né à l’Université de Zurich, et Fiat a été la première marque à le mettre en œuvre sur une voiture particulière. L’idée, au départ, est assez simple : si l’on pompe en continu le gazole vers un réservoir commun, ce réservoir devient un accumulateur hydraulique - une sorte de réserve de carburant sous pression - qui remplace les bruyantes pompes injecteurs unitaires (une par cylindre).

Les bénéfices sont clairs. Ce système autorise la pré-injection du gazole et permet de piloter la pression d’injection indépendamment du régime ou de la charge moteur.

En 1990, ce système est enfin entré en phase de pré-production, avec des premiers prototypes testés au banc et en conditions réelles. Et c’est là que les problèmes ont commencé…

L’aide de Bosch

En 1993, Magneti Marelli et le Fiat Research Center ont conclu qu’ils n’avaient ni l’expérience ni les moyens financiers nécessaires pour transformer ce concept expérimental en un système produit à grande échelle. Bosch, elle, les avait.

Fiat a donc vendu le brevet de cette technologie à Bosch, dans un accord évalué à 13,4 millions d’euros - d’après Automotive News. En 1997, le premier moteur Diesel de l’histoire doté de la technologie common rail était lancé : l’Alfa Romeo 156 2.4 JTD. Il s’agissait d’un cinq cylindres développant 136 cv.

Dès son arrivée, les louanges ont afflué et l’industrie s’est inclinée devant cette nouveauté. Une nouvelle ère s’ouvrait pour les motorisations Diesel.

Tout a un prix…

La cession du brevet a permis d’accélérer le développement de cette technologie, mais elle a aussi donné à la concurrence la possibilité de « jouer » avec cette solution bien plus tôt.

Des années plus tard, la question reste ouverte : Fiat a-t-elle gâché l’occasion d’empocher des milliards d’euros grâce à ce système et de s’offrir une avance immense sur ses rivaux ? Bosch, qui a récupéré le brevet, a fini par vendre plus de 11 millions de systèmes common rail en une seule année.

Avec l’arrivée du nouveau millénaire sont apparues les motorisations Multijet qui, contrairement au système Unijet, autorisaient jusqu’à cinq injections de carburant par cycle. Résultat : un rendement sensiblement accru, une meilleure réponse à bas régime, une consommation en baisse et des émissions réduites. Le Diesel devenait définitivement « tendance » et tout le monde adoptait cette solution.

Apprendre des erreurs du passé ?

En 2009, Fiat a de nouveau bousculé la technologie des moteurs à combustion en présentant le système MultiAir. Avec lui, l’électronique a pris la main sur un organe que l’on croyait condamné à rester purement mécanique : la commande des soupapes.

Au lieu de s’appuyer uniquement sur l’arbre à cames pour commander directement l’ouverture des soupapes, ce système utilise également des actionneurs hydrauliques, capables d’augmenter ou de diminuer la pression dans le circuit hydraulique et, par conséquent, d’influencer l’ouverture de la soupape. On peut ainsi ajuster séparément la levée et la durée d’ouverture de chaque soupape d’admission, selon le régime moteur et les besoins instantanés, en favorisant l’économie de carburant ou, au contraire, la performance maximale de la mécanique.

Fiat a conservé son brevet et, pendant quelques années, a été la seule à employer cette technologie. Aujourd’hui, on la retrouve déjà chez d’autres groupes : les moteurs essence Ingenium de JLR et, plus récemment, les moteurs SmartStream du groupe Hyundai. Apprendre des erreurs du passé ?


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