Pour la petite histoire l'invention du turbo s'est faite au début du 20ème siècle vers 1905 par Alfred Büchi qui est un ingénieur suisse.
Voici le fameux turbo-compresseur, dont le rôle est de mieux faire respirer le moteur.
Un turbocompresseur est composé de deux "hélices" reliées entre elles (une turbine et un compresseur).
Le principe du turbo est le suivant, les gaz d'échappement rejetés par le moteur font tourner une turbine (en rouge sur le schéma). Cette turbine est reliée par un axe à une deuxième hélice (en bleue) qui aura comme rôle d'envoyer une grande masse d'air vers l'admission (l'air qui s'accumule finit par se compresser, d'où le nom de turbocompresseur). Cet air compressé sera envoyé dans le moteur augmentant alors l'apport d'oxygène (qui est d'environ 20% de l'air au passage) dans la chambre de combustion, favorisant ainsi la puissance (plus il y a d'air, plus on peut mettre de carburant).
La pression peut être régulée par l'électronique via la wastegate, voir plus bas pour plus de détails.
A noter que si un moteur peut atteindre quelques milliers de tours/minute (voir votre compte tours), la turbine d'un turbo peut dépasser sans problème 200 000 tours par minute ! Ce qui représente une fréquence très importante, montrant ainsi les contraintes que peuvent subir les ailettes et roulements ... Ailettes qui peuvent être mobiles, ce que l'on appelle alors turbo à géométrie variable.
Il est très simple, et son appellation nous donne la réponse : suralimentation.
C'est donc un organe destiné à booster les moteurs, à savoir pouvoir les gaver encore plus en air et en carburant. Car si on est normalement limité à la cylindrée et la pression atmosphérique (sur d'autres planètes, on pourrait avoir des moteurs atmosphériques qui ont plus de 1 bar de pression à l'admission en plaine charge : papillon totalement ouvert), ce n'est plkus la cas si on peut forcer plus d'air à y entrer (accroître la pression donc).
On peut alors obtenir bien plus de puissance pour une même cylindrée. Et un moteur de 1.5 litres peut alors pouvoir engloutir autant d'air et de carburant qu'un 2.5 ! Cela permet donc de vendre des moteurs plus petits qu'avant tout en proposant des puissances identiques, voire même supérieures.
Atmosphérique (gauche) / Suralimenté (droite)
Avec un turbo j'ai plus de comburant (= air) dès les plus bas régimes : j'ai donc plus de puissance à cylindrée équivalente sur ces plage de régimes. En revanche, je peux aller moins haut dans les tours, ma courbe s'arrête donc avant (trop de tours peut casser le turbo). Le total de puissance est donc aussi plus important puisque mon moteur peut ingérer plus de comburant et carburant pour un cycle.
Comme à bas régime le turbo ne fonctionne quasiment pas, on se retrouve avec un moteur plus sobre en conduite calme (qui consomme comme un petit moteur), et c'est tout l'avantage de la suralimentation aujourd'hui : limiter la casse côté malus en proposant des moteurs qui se débrouillent bien aux cycles d'homologation WLTP. En revanche, dès qu'on tire dessus, notre petit 1.5 pas trop glouton devient un 2.5 très vorace ! Voilà pourquoi la différence entre consommations officielles (NEDC / WLTP) est si importante avec les moteurs turbo. Car dans la réalité, personne ne se limite à la plage basse (régime) d'utilisation du moteur : trop creux et désagréable donc. C'est d'autant plus accentué sur les moteurs essence, les diesels étant bien moins traitres grâce à leur couple important dès les bas régime (qui n'incite donc pas à aller plus loin dans les tours).
Le turbo doit être lubrifié au niveau de son axe central. Et comme un roulement à billes ne suffit pas pour résister à de telles régimes (plus de 100 000 t/min), il faut utiliser un palier. Un palier doit continuellement être alimenté en huile pour qu'il fonctionne, et ici on utilisera celle du moteur.
Voici l'axe central à lubrifier
Pour accroître les capacités du turbo (et plus largement l'admission d'air), il faut refroidir l'air compressé. En effet, il faut savoir que tout gaz que l'on compresse gagne en température (c'est même le principe de base de la climatisation), c'est un phénomène physique élémentaire.
En comprimant l'air, le turbo finit par le chauffer ... Hélas, envoyer de l'air chaud (donc dilaté) dans le moteur n'est pas idéal (plus l'air est froid moins il prend de place, on peut donc mettre plus d'air froid dans un même volume que d'air chaud) ...
Pour palier à cela, on utilise l'intercooler (changeur thermique) qui permet tout bêtement de refroidir l'air compressé par le turbo avant de l'envoyer dans les chambres de combustion. On peut donc gaver encore plus le oteur.
Voici le turbo connecté au collecteur avec en bas à gauche la commande pneumatique de wastegate
Pour éviter qu'il y ait une surpression à l'admission (qui peut endommager moteur et turbo), les ingénieurs ont installé un système qui permet de limiter cette dernière, cela s'appelle la Wastegate. Son rôle est donc d'évacuer toute pression excédentaire de celle tolérée par le circuit de suralimentation. Sachez qu'il peut être directement intégré au turbo ou alors être séparé de celui-ci, mais la disposition différente ne change pas son principe.
De plus, c'est l'électronique qui commande cette dernière par le biais d'une électrovanne sur les voitures plus modernes (la simple pression dans l'admission sert à commander les plus anciennes). On peut donc modifier le comportement de celui-ci (accepter plus ou moins de pression) pour obtenir plus de puissance, ce que l'on appelle généralement un reparamétrage de la cartographie moteur (le réglage de la pression est l'un des paramètres, comme la pression à l'injection).
Voici une autre wastegate, pilotée cette fois-ci de manière électrique
Deux moyens permettent d'améliorer les performances de son turbo :
Le compresseur (plus rare), reprend le principe du turbo (on peut même dire que c'est la même chose ... Les deux sont des compresseurs d'air). Cependant, il ne se "nourrit" pas de l'énergie dégagée par les gaz d'échappement mais utilise directement l'énergie mécanique du moteur. De ce fait, il ne peut pas tourner aussi vite qu'un turbo (les gaz d'échappements permettant des rotations très élevées). Chacun a ses avantages et inconvénients : un compresseur (Supercharger en anglais) fonctionne plus tôt dans les tours mais est limité en vitesse de rotation tout en prenant un peu plus d'énergie au moteur (il y a aussi une résistance pour les turbos au niveau de l'échappement des gaz avec une sorte de bouchon mais elle est moindre.). Un turbo se déclenche plus tard car en bas régime les gaz d'échappement ne sont pas assez puissants (il y a donc généralement un creux de puissance en bas régime) mais peut en revanche faire des miracles dans les hauts régimes. On peut donc dire qu'un turbo a plus de capacités mais qu'en contrepartie un compresseur permet de gagner en couple dès les plus bas régimes.
De plus, certains constructeurs ont opté pour deux turbos, chacun calibré pour une tâche différente. Un petit s'occupe des bas régime et l'autre des hauts régimes, et d'autres vont même jusqu'à implanter 3 turbos (BMW : 550d)
Les turbos plus récents s'accolent des ailettes rotatives que l'on appellera alors turbo à géométrie variable. L'avantage est de rendre encore plus efficient le turbocompresseur en faisant varier l'inclinaison des ailettes selon la vitesse de l'air qui s'engouffre. On peut comparer cela aux ailes d'un avion qui ont des volets mobiles, en fonction de leur position on agit sur l'aérodynamique.
Notez au passage que ce type de turbo améliore l'agrément en évitant que ce dernier ne s'active trop brutalement. Ici il se met à fonctionner de manière plus progressive, amenant alors une plus grande souplesse d'utilisation (bien que cela soit assez anecdotique au final ...). Hélas, sa technicité avancée (mobilité des ailettes) le rend aussi plus fragile (plus de complexité = plus de dysfonctionnements possibles). Si les ailettes perdent leur mobilité (grippage avec le temps) le fonctionnement sera largement altéré.
La flèche en blanc indique les petites ailettes mobiles. Elles sont donc à géométrie variable.
Une autre déclinaison
De plus en plus d'éléments sont devenus électriques dans nos voitures, cela permet de réduire la consommation de carburant. C'est d'ailleurs le cas des directions assistées électriques qui permettent de ne rien consommer en ligne droite (quand on ne tourne pas le volant donc) contrairement à une pompe fonctionnant par la force du moteur (courroie accessoires).
Le turbo est désormais en ligne de mire avec de plus en plus d'équipementiers qui pensent à le rendre électrique. La multiplication des voitures hybrides (beaucoup de ressources électriques grâce aux batteries) semble favoriser ce phénomène.
D'un point de vue technique, on peut dire qu'on a affaire ici à une fusion entre le turbo et le compresseur (turbo car il tourne à des vitesses très élevées et compresseur car il ne s'alimente pas par les gaz d'échappement).
Suite à un mail très sympathique envoyé par un certain Lucien, je me devais d'apporter un complément d'information. En effet, dire que le turbo se nourrit uniquement des flux d'air provoqués par les gaz d'échappement reste un peu réducteur. En effet, la force des gaz d'échappement est accrue par la dilatation de l'air ...
Résumons un peu, le moteur reçoit de l'air froid à l'admission (en tout cas les ingénieurs font tout pour que ce soit comme ça) car l'air froid prend moins de place que l'air chaud (dilatation du gaz).
Mais revenons à notre moteur, le gaz froid qui entre dans le moteur va être chauffé par la combustion interne, et c'est d'ailleurs cette dilatation qui permet de faire bouger le piston de haut en bas (suite à "l'explosion"). On peut donc déduire que les gaz sortant à l'échappement prendront plus de place (d'autant plus qu'il contient aussi le carburant brulé) par rapport au gaz qui entre dans le moteur, ce qui fera d'autant plus tourner la turbine.
On peut donc déduire que l'énergie produite par la dilatation des gaz est récupérée gratuitement pour améliorer les performances du moteur (on utilise cette énergie pour compresser l'air d'admission et l'envoyer dans le moteur), et c'est cela qui permet de réduire les consommations même si le problème reste assez fin et très technique à étudier (selon le régime et la charge moteur, ces économies peuvent se transformer en surconsommation, car en gavant le moteur d'air il faut alors aussi le gaver en carburant pour garder un bon rapport stoechiométrique)
Cet avantage est alors inexistant sur un moteur doté d'un compresseur simple (alimenté par la force du moteur et non pas par les gaz d'échappement) qu'on appelle en anglais supercharger.
Ici sont présents les derniers avis écrits sur le site ayant indiqué le mot "turbo" dans les problèmes rencontrés.
Peugeot 307 (2001-2008)
2.0 HDI 110 ch Boite méca 5 rapports, 230.000kms, fin 2003, challenger 17", finition XT : Joint spi qui nous a quitté en Février durant une pointe à 180km/h. Résultat le 4 patins Sachs Perfomance noyé dans l'huile.Sinon turbo qui a lâché en Mai. Obligé de déposer le moteur pour le remplacer.Depuis, 400kms de roulés, RAS
Audi A3 (2003-2012)
1.9 TDI 105 ch Boîte manuelle , 311.000 km , 2004 , jantes 17" , finition Ambition : Bi masse à 292.000 km
BMW Serie 3 (2005-2011)
318d 122 ch 180000km : Embrayage turbo Fuite huile degazeur Amortisseur Leve vitre
Audi A6 (2004-2010)
3.0 TDI 230 ch boite manuelle 6, 316000, 12/2005 ( 225ch), jantes 17 origine hiver et 19 rotor pour pneus ete, ambition luxe, millesime 2006 : Une jauge de carburant sous garantie du véhiculeUn problème d'ouverture de coffre suite a un câble électrique sectionné. Une panne moteur d'essuis glace ( réparée avec un simple nettoyage des cosses ), devis concessionnaire plus de 1000 euros le changement du moteur à l'époque ( sans pose )Un problème de clim qui ne refroidissait plus ( audi préconisait un, changement de clim a plus de 2000 euros. mon garage a détecté qu'un volet d'échangeur entre air froid et air chaud était grippé ( changement de la pièce pour 250 euros main d'½uvre comprise).Un injecteur d'origine qui fuit ( devis audi 6000 euros main d'½uvre comprise, 3400 chez mon garagiste indépendant ) - problème connu du concessionnaire ( injecteur bosch d'origine mais aucune prise en charge immédiate qui au max aurait été de 50 a 30 %
Citroen C4 Cactus (2014-2020)
1.6 BlueHDI 100 ch Boite auto ETG6 : A l'achat 3 pannes consécutives boite auto à 1 mois d'intervalle (sous garantie)Finalement changement de la boite auto à 15 000 Km depuis boîte auto OKturbo KO à 70 000 km (surement car j'avais le niveau d'huile à sec) -> changement du turbo depuis OKRoulement arrière droit à changer tous les 60 000 Km (peu cher) mais bizarre tout de même.Réservoir ADBlue KO à 90 000 Km -> changement réservoir à prévoir pour 2500e chez citroen !! -> Solution suppression du systeme ADBlue (150e). Grosse vibration ressentie sur le volant et tout le véhicule à partir de 80 000 Km les garages n'ont pas su me dire l'origine des vibrations mais avec le temps ça s'est agravé -> Cardan avant droit à changer à 150 000 Km (peu cher et facile à faire mais difficile à diagnostiquer!!)
Volkswagen Golf V (2003 - 2008)
2.0 TDI 140 ch 2007 : volant moteur bi-masse bruyant a changer mais a 207000 ca correspond a la durée de vie des modèles qui en sont équipés .Aucun autre probleme par contrefaut soigner un peu la bête si vous le pouvez qualité huile frequence vidange ....
Renault Megane 3 (2008-2015)
1.6 dCi 130 ch 2011 - Boîte manu 6 vitesses - 195000 - Finition Bose : turbo remplacé à 185.000 kms => 1600 eurosCasse moteur à 195.000 kms (distribution) => poubelleMoteur pas agréable, très creux à bas régime. La puissance vient tout d'un coup à partir de 2000-2500 tours quand le turbo se déclenche.Au final cette voiture n'est agréable que sur autoroute, une fois lancée. C'est dommage car elle a une très bonne tenue de route.Intérieur médiocre, plastiques fragiles, assemblage perfectible. Les sièges se tâchent facilement.Maniement autoradio, GPS, téléphone très peu intuitif. La molette au milieu ne sert que pour le GPS, pour le reste c'est compliqué de trouver le bon bouton. La Mégane 2 (que j'ai eue aussi) était finalement une meilleure voiture. On a l'impression que la Mégane 3 a été bâclée par les ingénieurs Renault.
BMW X2 (2017-2023)
20d 190 ch Boîte auto 52000km2019 jantes alu finition XDRIVE Sport toit ouvrant Attelage finition cuir État exceptionnel : turbo qui a lâché à 52000km entraînant de la limaille dans tout le moteur Résultat facture 23000¤ de réparation changement moteur et 2 turbos Prise en charge 30 % sur pièces pas BMW sachant que les vidanges n ont pas été réalisées en concession Honteux l’huile fournie par mon garagiste 5W30 aurait détérioré le turbo Absolument faux celui ci avait un défaut constructeur que la marque refuse d admettre pour ne pas payer J espère que si des professionnels lisent mon message ceux ci seront me soutenir pour appuyer ma cause afin d avoir une prise en charge plus importante Aujourd’hui mon reste à charge est de 17350¤ imaginez ! une voiture de cette marque qui vente la robustesse de ces moteurs
Peugeot 206 (1998-2006)
1.6 16V 110 ch Boîte manuelle, 260.000km, trendy 5P : Tuyau de lubrification du turbo Joint d’injecteur Joint de cache culbuteur
Jaguar F-Pace (2015)
20d 180 ch Fpace 2017 180cv BVM 99000kms : Casse du turbo à 99000 kms entraînant la casse du moteur.Vibration de tracteur qui se propage aux rétroviseurs et au levier de vitesse.Touches des commandes au volant qui s'écaillent.Traces d'usure sur le "cuir du volant".Cuir des sièges qui de craquelle malgré des soins du cuir.
Hyundai Tucson (2021)
1.6 Hybride 230 ch TUCSON BVA DCT-7 12/2021 EXECUTIVE+ DARK KNIGHT : Voyant moteur à 15000 km qui disparaît et réapparaît et 1 seul message « contrôler système hybride » avec accoup énorme en phase d’accélération (20-50km/h) -> problème réglé Mon Tucson a maintenant 85000km (2021) et aucun problème
Renault Megane 2 (2002-2008)
1.5 dCi 105 ch Estate luxe/privilège - 2008 - 319 000 km - BVM6 - jantes alu 16 : - turbo remplacé (vers 150 000 km il me semble).- Défaut de la masse sur la platine des feux arrière (effet sapin de noël) à 316 000 km.- Défaut d'injection de temps en temps (suffit de s'arrêter et de pomper le gazole avec la poire).Appart ça RAS, entretiens classiques en temps et en heure et j'en prend soin.
Renault Clio 3 (2005-2012)
1.2 TCE 100 ch estate 2009 phase 2 finition dynamique : - Clim HS à cause d'une fuite du condenseur, remplacé à 130000km- Ralenti instable (largement atténué après nettoyage du boitier papillon)- Bruit de courroie moteur à froid- Bruit d'amortisseurs quand la T° extérieure est inférieure à 10°C
Audi A5 (2007-2016)
1.8 TFSI 170 ch boite mécanique/180000kms/2013/ : Consommation d'huile importante . Casse des arbres à cames avec une facture de 7000¤, divers petits problèmes.turbo qui coûte 2000¤.Une voiture qui coûte une fortune à entretenir, très déçu au vu des bons avis que j'avais entendu.
Jeep Compass (2017)
1.4 Multiair 140 ch BM6, 2019, Limited, siege et volant chauffant : turbo capricieux, c'est le point faible de ce moteur.
Mercedes Classe C (2014-2021)
180d 116 ch 155000 km : changement d'embrayage précoce, perte de puissance, grosse consommation d'huile, turbocompresseur qui souffre, plein de bruit parasite au niveau du moteur, je pense pas que je dépasserait les deux cent mille kilomètres avec ce moteur, vite à vendre
BMW Serie 3 (2005-2011)
320d 163 ch : turbo, bielle, casse moteur
Skoda Fabia 2 (2007-2014)
1.2 60 ch BVM5, 118000 Km, 2010 : Aucun en plus de 10 ans, une voiture correctement entretenu est une voiture qui roulera longtemps.
Fiat 500 (2007)
0.9 TwinAir 105 ch modèle 2014 cabrio sport, 105 000km : durite turboboitier pédale accélérateuramortisseur avant changés à 100 000kmembrayage et volant moteur bi-masse changé à 100 000kmstart and stop HS
Peugeot 3008 2 (2016)
2.0 BlueHDI 180 ch Boite auto 240.000kms 2013 gt line : Peu fiable 240.000KMS désormais , 1moteur / 1 turbo/ 1 boitier de chauffage / 2X les coupelles d'amortisseurs avants / 1 jeu amortisseurs AV 2 fois les freins AV/ARPeinture de fragile Bruits parasites châssis , plastiques intérieurs
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Dernier commentaire posté :
Par Steben (Date : 2023-08-27 18:38:37)
Bonjour
J'ai lu votre article pour essayer de comprendre le défaut que j'ai sur un Picasso C4.
Lorsque j'accélère assez fort ( par exemple pour doubler), il y a un palier sans réaction avant que le régime ne monte. Ce n'est pas systématique mais très gênant. Mon garagiste n'a rien trouvé et il n'y a aucun voyant de défaut allumé !
Le sujet n'est peut être pas à la bonne place sur ce site mais si quelqu'un peut me renseigner, je l'en remercie
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