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Downsizing et fiabilité

Dernière modification : 05/04/2024 - 68

Un moteur downsizé est-il aussi fiable qu'un moteur de taille "normale" ? Essayons d'examiner les différentes variables afin d'y voir un peu plus clair.

Le 1.0 de Ford (EcoBoost) arrive à atteindre 150 chevaux de puissance ! Quant à Mercedes, elle pousse son 2.0 essence à 381 chevaux sur la Classe A 45 AMG !

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Le downsizing c'est quoi ?

Je le répète pour les moins informés, car désormais ce terme est assimilé par le grand public. En effet, on en a parlé à peu près partout ... Il s'agit donc de réduire la taille d'un moteur pour qu'il consomme moins. Cependant, une fois le moteur réduit il est en toute logique moins puissant. Pour contrecarrer cela, on lui greffe une suralimentation qui est en générale représentée par un turbo compresseur.
Exemple imaginaire, le moteur normal est un 2.0 injection essence de 130 chevaux. Sa version downsizée sera par exemple un 1.4 turbo injection essence de 130 chevaux. Comme vous pouvez le constater on a réduit sa taille et compensé par un turbo.

Alors moins fiable ?

acyclisme

Moins j'ai de cylindres plus j'ai d'acyclisme ... C'est donc le cas des moteurs ayant un nombre peu élevé de cylindres, à savoir les 3 cylindres qui représentent désormais le plus les moteurs downsizés. Résultat, la distribution souffre un peu plus de ces irrégularités, et pour limiter les effets on installe des volants moteurs bi-masse ou encore des arbres d'équilibrage internes. Hélas, ces deux dispositifs sont peu pérennes dans le temps ...

Turbocompresseur

Tout d'abord, j'enfoncerai peut-être une porte ouverte mais l'apport d'un turbo accroit indéniablement les possibilités de pannes. Surtout que cet élément subit beaucoup de contraintes et se révèle assez fragile (son usure dans le temps est indéniable, les ailettes s'usent et le palier/roulement finit par fatiguer et prendre du jeu. Voir ici). Toutefois, mieux vaut un moteur suralimenté bien conçu qu'un moteur atmosphérique bâclé. Mais d'une manière logique, en comparant des moteurs de conception similaire, un moteur turbo aura plus de chances d'avoir un pépin qu'un moteur qui n'en est pas doté. Ca reste de la logique bête et méchante.
Précisons donc que les moteurs downsizés sont obligés d'avoir une suralimentation si ils veulent proposer une puissance équivalente aux moteurs plus gros.

Injection directe haute pression

De plus, les petits moteurs induisent une injection directe qui nécessite plus de pression ... Encore une fois, les pièces subissent plus de contraintes et il y a besoin de plus d'organes (notamment une rampe d'accumulation de pression : rampe commune), ce qui accroît les soucis potentiels en cas de négligence des concepteurs.
La haute pression est nécessaire sur les moteurs à injection directe, il faut en effet pulvériser le carburant le plus finement possible et en quantité suffisante (pour être en accord avec la suralimentation de comburant), et la pression aide à obtenir cela (tel un Karcher qui crache des particules d'eau et gouttelettes très fines en raison de l'extrême pression).

Moins de pièces sur un 3 cylindres ?

Avec moins d'injecteurs et de cylindres, (-25% par rapport à un 4 cylindres), on a donc ici potentiellement moins de pannes probables. Plus je multiplie les pièces, plus j'accrois le risque bien qu'ici ce soit minime.

rendement accru

Réduire la cylindrée consiste à accroître le rendement, à savoir plus d'énergie thermique à faire subir à une surface métallique réduite. Dans un 1.5 litres j'aurais donc la puissance d'un 2.0 litres, et donc on aura potentiellement une segmentation et des sièges de soupapes qui subiront plus de contraintes. L'usure moteur peut donc potentiellement être accélérée.

Régularité moteur

Plus j'ai de cylindres et plus j'ai un mouvement au niveau du vilebrequin qui sera lissé (réduction de l'acyclisme). En effet, si je donne 6 impulsions régulières à une manivelle j'aurais une vitesse plus constante et lissée que si j'en provoque 3.
Les petits moteurs ayant souvent un nombre de cylindres réduits, on aura donc un fonctionnement plus heurté du moteur, avec des organes qui souffrent un peu plus de ce phénomène : les diverses poulies (notamment Damper) et accessoires alimentés par cette dernière, paliers de bielle etc. Il y aura donc souvent l'apparition de contrepoids pour limiter les vibrations, ce que l'on appelle un arbre d'équilibrage.

Donc ici, au delà de la réduction de la cylindrée, il y a le nombre de cylindres qui compte. Et si un 1.2 TCE est à 4 cylindres, un 1.2 Puretech n'en n'a que 3.

FAP ?

L'injection directe ne permet pas un mélange aussi homogène qu'en indirecte, où le mélange est fait plus en amont dans le collecteur d'admission. Cela fait apparaître des particules fines ... La législation impose désormais un filtre à particules, qui accroît le coût de l'auto tout en amenant des problèmes potentiels plus nombreux, et donc une fiabilité potentiellement moindre.

Fiabiltié VS taille de la cylindrée

En revanche, concernant la taille du moteur, il faut comprendre qu'il peut y avoir des nuances ... Car si la logique veut qu'un petit moteur s'use plus vite qu'un gros, il ne faut pas se limiter à observer uniquement la cylindrée globale du moteur !
En effet, certains 3 cylindres peuvent être considérés comme plus gros que des 4 cylindres. Pourquoi ? Car il faut regarder la cylindrée par chambre de combustion.
Comparons par exemple le 4 cylindres TCE 130 (Renault) et le 3 cylindres Puretech (Peugeot/Citroën). On aurait tendance à dire que le 3 cylindres sera plus fragile. Toutefois, en regardant de plus près, le moteur Renault est constitué de 4 cylindres de 300 cm3 alors que le Peugeot a 3 cylindres de 400 cm3. Le moteur Peugeot a peut-être moins de cylindres mais ceux-ci sont plus gros et paraissent donc plus armés pour subir des contraintes. On compense donc tout cela par une cylindrée totale qui induit moins de surface de frottement dans le cas d'un 3 cylindres, avec en plus des chambres et pistons renforcés.

Résultat, il est plus logique d'observer le rendement du moteur, à savoir le rapport entre cylindrée globale et puissance. Plus il y aura de puissance par litre, plus le moteur sera poussé dans ses retranchements, et donc plus la mécanique sera mise à l'épreuve. Il faudra aussi regarder du côté du couple, car c'est ce dernier qui indique plus précisément l'intensité de la contrainte mécanique. Toutefois, les concepteurs compensent cette hausse des contraintes en modifiant les matériaux qui composent les pistons et cylindres, notamment l'acier pour les pistons au lieu de l'aluminium (il se dilate moins et est plus résistant).

Conclusion

Si le downsizing rend plus difficile la fiabilité d'un moteur, rien n'empêche toutefois de l'atteindre si les efforts sont fait au niveau de la conception et de la qualité des pièces. On ne peut donc pas caricaturer en affirmant que les moteurs downsisés sont moins fiables, mais on peut toutefois dire qu'ils ont des handicaps dès le départ pour y parvenir.
De mon côte je remarque pour le moment un bon vieillissement de ces moteurs grâce à vos nombreux témoignages, à voir toutefois ce que cela donne au delà des 200 000 km ... Il n'y a toutefois pas de raison de s'inquiéter au delà du raisonnable, enlever un piston n'induit pas non plus un effondrement de la robustesse des blocs.

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