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Moteur Skyactiv-X : l'essence qui fonctionne comme un diesel ?

Dernière modification : 10/11/2025 -  14

Faisant grand écho dans la presse, le nouveau moteur de Mazda promet d'être un moteur essence révolutionnaire qui peut fonctionner à la manière d'un diesel. Est-ce réellement le cas ? Quelles sont les caractéristiques de ce moteur ?
Nous allons donc voir les grands principes du Skyactiv-X avec les informations distillées par Mazda, ainsi que des données techniques plus récentes.

A lire aussi : les différences entre essence et diesel

Principe de fonctionnement

La promesse du Skyactiv-X est de pouvoir fonctionner en mélange très pauvre afin de limiter au maximum la consommation, on a donc ici deux modes de fonctionnement :

• Classique : richesse normale au niveau ratio air/carburant, comme n'importe quel moteur essence. On injecte air et carburant en bonne proportion et on allume le tout avec une bougie, bougie qui permet à elle seule de tout enflammer.
• Pauvre avec auto-combustion : on injecte une très faible proportion de carburant par rapport au comburant (air), on allume le tout par pression / compression et non plus par l'étincelle de la bougie. Il faut impérativement comprendre qu'accroître la pression d'un gaz le fait chauffer. Et on peut arriver à le faire chauffer suffisamment pour qu'il enflamme le carburant : c'est le principe du diesel. Ici on cherche à économiser du carburant en injectant bien plus d'air que d'essence (il y a d'ailleurs un compresseur qui permet de suralimenter en air).

Le souci est que le mélange voulu par Mazda est tellement pauvre qu'il ne peut plus être allumé simplement par la bougie... Ils ont donc trouvé une solution : utiliser une méthode similaire au diesel, à savoir l'auto-allumage, mais contrôlé par l'étincelle (SPCCI).

Fonctionnement classique

Découvrez les explications de chaque étape en bas du schéma.

FONCTIONNEMENT NORMAL

• Etape 1 : admission de l'air et du carburant dans des proportions classiques, comme n'importe quel moteur essence.
• Etape 2 : on se dirige vers le PMB, à savoir le point mort bas du piston. L'air et le carburant sont brassés et mélangés de manière homogène, ce qui fait la bonne qualité de combustion des moteurs essence qui génèrent alors moins de particules fines.
• Etape 3 : le mélange air / carburant (mélange stoechiométrique, donc richesse classique) est compressé et monte en température.
• Etape 4 : la bougie s'allume et la flamme se répand. Le mélange est suffisamment chargé en carburant pour que la flamme se propage et que le tout brûle en totalité : cela dilate l'air qui pousse le piston vers le bas.

Fonctionnement du Skyactiv-X en mélange pauvre / comme un diesel

Voici désormais son autre manière de fonctionner, à savoir comme un diesel en utilisant l'auto-combustion (plus d'explications sous le schéma).

FONCTIONNEMENT SPCCI
SPark Controlled Compression Ignition
"Mode diesel"

• Etape 1 : admission de l'air et du carburant dans des proportions spécifiques : on a ici un excès d'air par rapport au carburant qui induit donc un mélange pauvre.
• Etape 2 : on arrive au PMB avec toujours un mélange pauvre.
• Etape 3 : on compresse le tout pour gagner en température. Mais pour éviter toute auto-combustion non contrôlée, le mélange est ici très pauvre et ne s'allume pas de lui-même comme sur un diesel.
• Etape 4 : pour provoquer la combustion il faut un petit surplus de pression. Ce surplus est obtenu en injectant un peu de carburant qu'on allume immédiatement avec la bougie. Cette petite boule de feu se dilate et comprime le reste dans la chambre de combustion. Cette étape rappelle le fonctionnement stratifié de certains moteurs essence.
• Etape 5 : la surpression induit une chaleur suffisante pour enflammer le mélange pauvre situé dans le reste de la chambre. Il n'y a pas de flamme qui se propage comme en fonctionnement normal, mais une combustion spontanée du mélange grâce à la chaleur obtenue par pression. Ce type de combustion, proche du diesel, induit aussi une plus grande force.

Phases de fonctionnement

Caractéristiques / spécifications du Skyactiv-X

Injection

Le Skyactiv-X utilise une injection directe pouvant atteindre 700 bars de pression, un record pour un essence au lancement. Le mode SPCCI induit des injections proches du point mort haut, avec un mélange très comprimé : il faut donc une pression élevée pour assurer une atomisation correcte dans la chambre.

Taux de compression

Le moteur est né avec un taux de compression de 16,3:1 (niveau diesel). Après évolution, l'e-Skyactiv X a adopté un nouveau piston et un calage révisé pour un taux d'environ 15,0:1, histoire d'élargir la fenêtre SPCCI et de lisser le fonctionnement sans perdre le rendement. Plus le taux de compression est élevé, meilleur est le rendement (donc moins de consommation), à condition d'éviter l'allumage trop précoce.

Notez enfin que le remplissage et la pression effective sont pilotés par la distribution variable (lois d'ouverture et durée des soupapes) et le contrôle fin de l'EGR refroidi pour stabiliser la combustion.

Suralimentation

Oui, il y a un compresseur mécanique type Roots. Il ne vise pas la performance pure, mais l'appauvrissement du mélange en gavant d'air les cylindres. En pratique, cela aide à maintenir le mode SPCCI sur une plage plus large.

Hybridation

Oui, sous forme de micro-hybridation 24 V avec alterno-démarreur relié par courroie. L'apport est ponctuel et n'est pas lié au mode pauvre lui-même, mais améliore l'agrément et la récupération d'énergie.

Le Skyactiv-X tient-il ses promesses ?

Au niveau marketing on peut dire que oui : l'innovation a été relayée partout. Techniquement, les bénéfices existent mais doivent être nuancés.

• Consommation : Mazda annonçait jusqu'à 20 à 30 % vs Skyactiv-G. Dans l'usage réel, on tourne plutôt autour de 5 à 10 % selon trajet et conduite, avec de fortes variations selon la part de roulage en SPCCI.
• CO2 : même logique, baisse sur le papier proportionnelle à l'agrégat de consommation. Le filtre à particules essence (GPF) et la gestion des stratégies d'allumage limitent les PN au quotidien.
• NOx/particules : un mélange pauvre chauffe plus, propice aux NOx. Le contrôle SPCCI, l'EGR refroidi et le catalyseur trois voies travaillent de concert, avec GPF sur les versions récentes. On reste moins "propre" qu'un essence homogène pur en certaines conditions, mais c'est très encadré par les normes actuelles.
• Couple : on est en retrait face à un diesel de puissance équivalente. Le premier 2.0 faisait 180 ch et 224 Nm. La mise à jour e-Skyactiv X est montée à environ 186 ch et 240 Nm. Cela reste correct, sans effet "marteau" à bas régime.

Différences essence / diesel : les grandes lignes

L'une des principales différences entre essence et diesel est qu'un moteur essence a besoin d'une étincelle pour enflammer le combustible tandis qu'un diesel le fait grâce à la compression de l'air. Cette compression induit tellement de chaleur que le combustible s'enflamme de lui-même (enfin pas vraiment si on veut être précis, c'est bel et bien l'échauffement du gaz dans le cylindre qui enflamme le gazole).

Le diesel consomme moins en raison d'un mélange plus pauvre (fonctionne en excès d'air) et d'un taux de compression élevé. Mazda a donc recherché à obtenir la même chose avec un moteur essence.

Fonctionnement du Skyactiv-X plus en détails

Alors Mazda aurait-il réussi son tour de magie en grillant la priorité aux autres marques ? Oui et non : le Skyactiv-X ne fonctionne pas tout à fait comme un diesel malgré ce que l'on entend. Il exploite surtout une caractéristique du diesel, à savoir une combustion en mélange pauvre avec auto-allumage provoqué et contrôlé par une étincelle.

A gauche on admet l'air et le carburant, tout ce qu'il y a de plus classique. A droite on comprime, rien de bien nouveau non plus ...



C'est à l'allumage que les choses sont différentes. On provoque une petite étincelle qui n'est pas suffisante pour enflammer le tout (bien trop petite !). Mais elle brûle un tout petit peu de carburant ce qui a pour effet une dilatation localisée. Celle-ci s'ajoute à la compression déjà bien élevée dans le reste de la chambre. Résultat, la pression est si importante qu'elle induit suffisamment de chaleur pour tout brûler (comme sur un diesel donc).

On a donc affaire à un moteur qui fonctionne comme un essence très classique quand il fait froid et quand on est haut dans les tours. Le reste du temps, il fonctionne d'une manière particulière qui se rapproche un peu du diesel mais sans le devenir.

Dans cette phase de fonctionnement, on va tout d'abord injecter un petit peu de carburant (mélange très pauvre) dans la phase d'admission. L'air et le carburant injectés vont alors parfaitement se mélanger pendant cette phase, l'homogénéité est cruciale pour le rendement et la limitation des NOx.
A ce stade on pourrait avoir une auto-combustion, mais les ingénieurs ont calibré pour l'éviter, contrairement à un diesel. Le but est d'éviter toute détonation précoce (d'où le travail du capteur de cliquetis et du calculateur).

Comment tout cela s'enflamme-t-il puisqu'on n'a pas assez de pression comme sur un diesel ? Le calculateur génère le petit manque par la bougie : une très petite étincelle augmente localement la pression, ce qui suffit à déclencher l'auto-combustion du mélange homogène. On parle d'allumage par compression contrôlé par étincelle, SPCCI. Mazda a réussi à contrôler finement le moment de cette auto-combustion pour éviter tout cliquetis destructeur.

Cette manière de br&ucrave;ler le mélange rend l'impulsion sur le piston plus nette, le tout en réduisant au maximum les particules. En arrière-plan, le GPF s'occupe des PN résiduelles sur les versions récentes.

Le moteur nécessite pour bien fonctionner un compresseur mécanique pour l'admission et une injection à pression supérieure à celle des essence classiques.

Quel gain ?

Selon Mazda on gagnait en couple par rapport à un essence classique (comme un diesel, jusqu'à +30 %) et on réduisait la consommation de 15 à 20 % environ. Dans la pratique, la baisse constatée est plutôt de l'ordre de 5 à 10 % quand le mode SPCCI est fréquent, avec un agrément linéaire mais pas survitaminé à bas régime.

Disponibilité et évolutions

Commercialisation à partir de 2019 sur Mazda 3 et CX-30. La mise à jour 2021 e-Skyactiv X a porté la puissance à environ 186 ch et le couple à 240 Nm, avec une légère baisse de consommation officielle. Les versions récentes restent micro-hybridées 24 V et conformes aux normes en vigueur en Europe.

Parallèle avec le mode stratifié

Enfin on peut faire un parallèle avec le mode stratifié des moteurs essence modernes à injection directe (comme le TSI) qui consiste à réduire la dose de carburant envoyée. La différence est que le mode stratifié évite de mélanger le carburant à l'air dans le cylindre, en le concentrant autour de la bougie. Le Skyactiv-X travaille, lui, avec un mélange homogène très pauvre et déclenche l'auto-combustion par légère surpression localisé avec la bougie. Le stratifié produit beaucoup de PN fines, d'où la généralisation des GPF sur les essence modernes.

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