Mazda SKYACTIV-X : le moteur à essence réinventé
Au cours du Mazda Tech Forum de Francfort, j’ai pu conduire deux prototypes de Mazda3 Sport animés par le nouveau moteur SKYACTIV-X quatre cylindres de 2,0 litres. Avec celui-ci, le constructeur réinvente le moteur thermique à essence en intégrant certaines caractéristiques des moteurs diesel afin d’augmenter le couple et de réduire la consommation de carburant ainsi que les émissions polluantes.
En quelques mots, il s’agit d’un moteur à essence qui fonctionne presque comme un moteur diesel avec les émissions nocives en moins…
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Consommation faible et couple élevé
En circulant sur un parcours mixte qui nous a fait rouler en ville, sur des routes secondaires ainsi que sur deux tronçons d’autobahn sans limites de vitesse, où la circulation était parfois dense, j’ai conduit ces prototypes sans aucun ménagement comme en témoignent les vitesses de pointe de 171 km/h (boîte automatique) et 164 km/h (boîte manuelle) ou les moyennes d’accélération latérale de 0,6 G et 0,5 G.
Malgré le fait que ma conduite était plus agressive que normale, j’ai obtenu une consommation moyenne améliorée de 15,5% au volant du prototype à boîte manuelle, avec une consommation moyenne de 6,5 litres aux 100 kilomètres, et de 13,4% avec le prototype à boîte automatique, avec une moyenne de 6,5 litres aux 100. Par ailleurs, si l’on fait abstraction des tronçons d’autoroute, la consommation en cycle urbain et routes secondaires a été bonifiée de 17,9% (manuelle) et de 14,7% (automatique). Comment cela est-il possible?
Plusieurs innovations techniques
En bref, le nouveau moteur à essence développé par Mazda innove de plusieurs façons. Dans un premier temps, un système de combustion appelé HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) permet de déclencher la combustion par compression comme sur un moteur diesel. Le taux de compression de ce moteur est de 18 :1, ce qui est supérieur à celui d’un moteur diesel, le mélange air-essence est grandement appauvri par rapport à un moteur conventionnel et l’admission d’air est gavée par un compresseur volumétrique, communément appelé supercharger en anglais. Le mélange air/essence d'un moteur conventionnel est de 14,7 parties d'air pour une partie d'essence, ce que l'on appelle le rapport stoichiométrique. Celui du nouveau moteur de Mazda varie de 30 à 50 parties d'air par partie d'essence, ce qui représente un mélange beaucoup plus pauvre que celui d'un moteur conventionnel. La puissance de ce moteur est chiffrée à 190 chevaux et le couple à 170 livres/pied.
Contrairement à un moteur diesel, chaque cylindre est pourvu d’une bougie d’allumage qui crée une « boule de feu », laquelle permet d’augmenter la compression et de favoriser la combustion lors de certaines conditions, ce que Mazda appelle Spark Controlled Compression Ignition. L’étincelle produite par la bougie agit également comme facteur de contrôle pour la combustion selon les conditions d’utilisation du moteur, que ce soit à pleine charge ou lors d’une conduite plus relaxe dans un environnement urbain.
Fait remarquable, ce moteur est plus performant et plus efficient quand il consomme du carburant ordinaire que lorsqu’il fonctionne au carburant de type super, le taux d’octane moins élevé du carburant ordinaire facilitant la combustion par compression. De plus, cette technologie peut être étalonnée sur plusieurs types de moteurs et de cylindrées, ce qui promet beaucoup pour l’avenir.
Des essais en conditions de températures extrêmes à venir
Mazda a donc réussi une percée technologique très significative avec son moteur SKYACTIV-X dont le développement se poursuivra pendant encore plusieurs mois avant sa commercialisation en série. Au programme : des essais dans les régions où les températures sont très élevées, comme à Death Valley en Californie, ainsi que dans les régions nordiques où elles sont nettement plus basses en hiver.
Au cours de mon essai des deux prototypes, j’ai pu constater que le couple était très abondant et toujours disponible, mais j’ai aussi noté une légère hésitation du moteur à quelques reprises lors de la conduite à vitesse constante sur des routes secondaires, signe qu’il reste encore un peu de travail à faire pour la calibration du moteur. Malgré ce léger impair, j’ai été très impressionné par le rendement du moteur SKYACTIV-X, ainsi que par les modifications apportées à la plate-forme de la Mazda3 Sport, modifications qui seront intégrées à la prochaine génération de la voiture.
À l’échelle mondiale, Mazda est un petit constructeur, mais l’équipe d’ingénieurs du département de la recherche et du développement innove constamment et canalise ses énergies sur des projets très ciblés comme en fait foi le développement du moteur SKYACTIV-X. Cette approche très bien encadrée a aussi attiré l’attention de la haute direction de Toyota, qui a choisi Mazda comme partenaire pour le développement conjoint de modèles à motorisation électrique qui seront commercialisés en 2019.