Le moteur thermique va de l’avant!

TECHNOLOGIE DE POINTE Koenigsegg installe dans la Gemera le trois-cylindres le plus puissant du monde. Un moteur qui pourrait ouvrir la voie vers un avenir neutre en CO2.

L’annulation du Salon de Genève ne doit pas faire oublier toutes les merveilles qui devaient y être dévoilées; nouveaux modèles ou idées novatrices, autant de preuves que l’industrie automobile est bien vivante et qu’elle déborde de créativité. Koenigsegg en est le parfait exemple puisque, pour la première fois de son histoire, la marque lance une supercar qui possède plus de sièges que de cylindres! Avec la Gemera, le fondateur Christian von Koenigsegg pose en quelque sorte les bases d’un nouveau segment, celui des méga-GT avec quatre sièges de taille normale. La culasse n’abrite, en revanche, que trois pistons. Ce bloc compact d’à peine 70 kg délivre, cependant, la puissance de 600 ch pour un couple de 600 Nm. A titre de comparaison, celui de la Toyota Yaris GR compte 261 ch. De plus, le moteur à combustion est appuyé par trois moteurs électriques, pour une puissance combinée vertigineuse pouvant atteindre 1700 ch et 3500 Nm. La batterie 800 volts logée dans les soubassements offre une capacité de 16,6 kWh et une autonomie de 50 kilomètres en mode purement électrique. La Gemera est donnée pour à peine 1,9 s sur le 0 à 100 km/h et 400 km/h en vitesse de pointe. Et, si on l’alimente avec les bons carburants, cette fusée affiche un bilan neutre en CO2. Voilà de bonnes raisons d’examiner de plus près ce petit bijou de technologie.

Vitesse linéaire de F1
«Le groupe motopropulseur de la Gemera est absolument inédit», selon C. von Koenigsegg. Disposés sur l’essieu arrière, deux moteurs électriques de 500 ch et de 1000 Nm de couple chacun envoient, indépendamment l’un de l’autre, leur puissance à la roue qui leur est attachée. Pris en sandwich entre les deux, le moteur à combustion, affectueusement baptisé TFG, pour Tiny Friendly Giant, est disposé longitudinalement. Un troisième moteur électrique (400 ch, 500 Nm) est installé entre le vilebrequin et l’axe de transmission qui rejoint l’essieu avant via un convertisseur de couple. Première quatre-roues-motrices de Koenigsegg, la Gemera a la particularité de posséder un moteur à combustion couplé directement au système d’entraînement. Cette solution présente des avantages en matière de réactivité, de poids et de densité de puissance, mais implique que le moteur à combustion fonctionne efficacement sur une plage de vitesse extrêmement large.

C’est le cas, puisque le couple maximal de 600 Nm est disponible entre 2000 et 7000 tr/min! Pour y parvenir, ce moteur de deux litres de cylindrée combine les superlatifs. Ses trois gros cylindres ont un alésage de 95 millimètres, supérieur à la course (93,5 mm). Il en résulte une cylindrée unitaire de 666,7 cm3, soit un plus gros volume que celui d’un cylindre de V8 5 litres d’Agera. Pour tirer autant de puissance, M. von Koenigsegg a appliqué deux recettes connues et souvent antinomiques: un régime de rotation élevé et une forte pression de suralimentation. 

La rupture intervient à 8500 tr/min, une prouesse au vu de la course importante des pistons, qui se déplacent à la vitesse linéaire moyenne de 26,5 m/s. Comme dans un moteur de formule 1! D’autre part, la Gemera est gavée en air par deux turbocompresseurs fournissant une pression maximale de 2 bars. En admission libre, ce bloc ne délivrerait «que» 300 ch et 250 Nm. Afin de récupérer et répartir le flux des gaz brûlés du trois-cylindres vers deux turbocompresseurs, chaque cylindre reçoit un collecteur dédoublé, soit une tubulure par turbocompresseur. Aux faibles charges, un seul turbocompresseur entre en action grâce à une distribution innovante, qui n’ouvre alors qu’une soupape d’échappement sur deux.

La Gemera est la première voiture quatre places du constructeur suédois de voitures de sport. Il est prévu d’en construire 300 unités pour un prix d’environ 1,8 million de francs.

Intelligence artificielle
«Pour dire les choses simplement, tout tourne autour du système TGF», selon Christian von Koenigsegg. Car si le 3-cylindres affiche des performances aussi ébouriffantes, il le doit principalement à la technologie maison «freevalve». Sur les  moteurs conventionnels, l’ouverture et la fermeture des soupapes sont actionnées par un ou plusieurs arbres à cames. Ce qui signifie que la levée de la soupape n’est maximale qu’en un temps. Koenigsegg a donc mis au point une commande des soupapes innovante, inaugurée sur la Regera, qui fonctionne sans arbre à cames ni courroie de distribution, ni papillon de gaz. 

Au lieu de cela, chaque soupape est activée individuellement par un actuateur, qui ajuste sa position instantanément selon trois paramètres fondamentaux: le moment et la durée d’ouverture, ainsi que la levée. Chez Koenigsegg, qui a beaucoup misé sur l’intelligence artificielle, ces variables peuvent être ajustées et coordonnées en temps réel, indépendamment l’une de l’autre. Ainsi, le meilleur rendement à faible charge requiert une faible ouverture des soupapes alors que les hautes performances exigent des temps et levées d’ouverture plus longs. Avec des systèmes de distribution variable  sophistiqués, de Honda ou BMW par exemple, la position de la soupape dépend toujours du temps d’ouverture. Car les arbres à cames imposent d’inévitables restrictions. En revanche, avec le système totalement variable «freevalve», l’amplitude d’ouverture des soupapes s’adapte aux moindres exigences de la gestion moteur, sur une durée totalement variable elle aussi, et à n’importe quel instant plus ou moins retardé ou anticipé dans le cycle. Le cas échéant, la soupape peut même rester fermée, ou se comporter différemment de sa voisine. Un compresseur d’air procure la force d’ouverture, la fermeture étant assurée par une pompe à huile.

Cette technologie extrêmement onéreuse se justifie sur une voiture coûtant pas moins d’1,7 million d’euros: le moteur se règle de façon optimale et immédiate à chaque phase d’utilisation, que ce soit en matière de rendement, d’émissions ou de performances. En outre, une désactivation des cylindres par simple fermeture des soupapes est envisageable à moindres frais.

Le TGF de Koenigsegg est le moteur à trois cylindres le plus puissant du monde. Chaque turbo est relié à une conduite d’échappement séparée.
Les deux premiers moteurs électriques situées sont sur l’essieu arrière, le troisième sur l’arbre de transmission. La batterie est logée sous les sièges.

De l’air pur
«Avec la Gemera, nous voulons montrer au monde qu’il est possible de prendre des mesures importantes pour réduire notre empreinte carbone. Les véhicules électriques à grande autonomie ne sont pas la seule réponse pertinente, et sans doute pas la meilleure», selon Christian von Koenigsegg. La technologie de combustion de la Gemera a été développée pour la prochaine génération de combustibles liquides renouvelables. Mais le moteur fonctionne également avec de l’E85 ou de l’essence conventionnelle. Lorsqu’elle carbure à l’éthanol ou au méthanol renouvelable, la Gemera est aussi neutre en CO2 qu’une voiture électrique chargée sur des sources d’énergie vertes.

En ajoutant des convertisseurs catalytiques et des filtres à particules, les émissions locales sont proches de la vapeur d’eau et contiennent moins de toxines que l’air ambiant en zone urbaine. A ce propos, le moteur à combustion interne brûle les particules présentes dans l’air et purifie les gaz d’échappement dans ses systèmes de post-traitement. Et, cela, de manière encore plus prononcée que les moteurs concurrents. Toujours selon les dires du concepteur suédois, «le moteur TGF devrait respecter aisément toutes les futures réglementations environnementales». Koenigsegg ne fournit aucune donnée sur la consommation ou les émissions, du fait que celles-ci dépendent fortement du combustible utilisé. De toute façon, ce ne sont pas les 300 Gemera produites qui changeront quelque chose au sort de la planète. «Mais elles nous serviront de plateforme pour développer et partager ces technologies», rétorque C. von Koenigsegg, pour lequel la Gemera constitue un fantastique support publicitaire. 

En fait, l’un des principaux objectifs de Koenigsegg est de poursuivre le développement du système «freevalve», pour le vendre à d’autres constructeurs. Bien que la grande diffusion de cette technologie ne soit pas pour demain, la Gemera démontre clairement que l’industrie automobile ne s’endort pas sur ses lauriers. Même en ce qui concerne le moteur à combustion. 

Vous trouverez la fiche technique de ce modèle dans l’édition imprimée de la Revue Automobile.

Kommentieren Sie den Artikel

Please enter your comment!
Please enter your name here

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.