Le moteur du futur, beaucoup l'imaginent hybride ou tout électrique. Pourtant, aujourd'hui encore, 80 % des voitures mises sur le marché à travers le monde fonctionnent à ''l'essence''. Une tendance qui devrait perdurer quelques décennies encore, avant que de vraies ruptures technologiques permettent le déploiement à grande échelle de nouveaux modes de motorisation. L'amélioration des motorisations traditionnelles reste donc nécessaire pour tenter de réduire dès aujourd'hui l'impact environnemental du transport routier. Rappelons que les véhicules seraient responsables de 14 % des émissions de CO2 selon l'Agence européenne de l'environnement (AEE). Les marges de progrès sont immenses. Les économies d'énergie sont estimées à 30 à 40 %, en améliorant l'efficacité de tous les postes qui contribuent à une hausse de la consommation d'énergie (boîte de vitesse, pneus, allègement des véhicules, moteur…).

Le Predit, programme de recherche et d'innovation dans les transports, qui a entamé sa quatrième édition en 2008, consacre une partie importante de ses budgets à l'optimisation des moteurs conventionnels. Ces recherches seront également applicables aux motorisations hybrides, qui devraient se développer de plus en plus, davantage que le tout électrique. Les travaux portent également sur l'électronique de puissance, les batteries et le stockage de l'énergie.

Viser le haut rendement énergétique

Le projet Flower, financé par le Predit 3, vise le développement d'un moteur basse consommation, via un taux de compression variable. Ajuster le taux de compression aux conditions de fonctionnement du moteur permet en effet d'augmenter les rendements et donc de réduire les consommations d'énergie et les émissions de CO2. Depuis les débuts de l'automobile, les taux de compression sont restés fixes. Aujourd'hui nous recherchons davantage de variabilité. C'est la prochaine brique technologique à dépasser pour aller plus loin, explique Rabhi Vianney, directeur du développement et de la stratégie et inventeur de la technologie MCE-5. Cette technologie pourrait permettre un gain allant jusqu'à 45 % d'énergie, selon la puissance du moteur. Elle concerne essentiellement les moteurs à essence, où les pertes sont immenses par rapport à une motorisation diesel. Le ratio consommation/gain est très élevé : le moteur coûte moins cher qu'un moteur traditionnel (moins de cylindres) et permet un gain d'énergie important. Le projet devrait désormais entrer en phase préindustrielle avant une application industrielle envisagée pour 2016 -2017.

Le projet Fun2 concerne quant à lui les motorisations diesel poids lourds. Il vise l'amélioration des moteurs et la haute performance environnementale. La combustion bi-mode électro hydraulique étudiée par ce projet permettrait un gain de consommation de 1,5 % par rapport à un moteur classique, ce qui, pour un 40 tonnes, correspond à une économie de 450 litres de carburant par an. La consommation énergétique constitue 25 % des coûts d'utilisation d'un camion. Cette technologie permet également le traitement des émissions en amont du post traitement et est plus efficace en faible charge. Selon Benoit Lombard, manager du groupe de travail combustion et simulation chez Renault Trucks, d'ici 2015, tous les véhicules grands routiers utiliseront la combustion bi-mode en partie.

Comprendre et améliorer le fonctionnement des moteurs

Le projet SGEmac vise quant à lui à mieux comprendre, pour mieux les éviter, les variations cycliques qui perturbent le bon fonctionnement du moteur. Une simulation aux grandes échelles devrait aboutir à la création d'un moteur virtuel 3D qui permettra, sans recourir à des travaux de mécanique et d'essais au banc, de tester la pertinence des modifications envisagées pour améliorer les performances du moteur à allumage commandé du futur. Les nouvelles technologies essence (injection directe, downsizing…) pourront ainsi être testées virtuellement, ce qui est inaccessible aujourd'hui avec les méthodes de simulation actuelles. Un gain de temps et d'argent important sera ainsi obtenu.