TDI SUCCESS STORY LA SAGA CONTINUE

EN BREF


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Prix : Non communiqué

Pour se rafraîchir la mémoire, l’histoire commence il y a 25 ans, à l’occasion du salon de Francfort. Alors que la motorisation Diesel était plutôt associée à des moteurs poussifs émettant des claquements dans un nuage de fumée noire, l’AUDI 100 débarque avec un cinq cylindres 2,5 litres turbocompressé à injection directe et gestion entièrement électronique. Ce fut le début d’une nouvelle ère pour le Diesel et un succès fulgurant pour AUDI.

La recette du succès

Pour en arriver là, AUDI s’est posé la bonne question. "Commentobtenir une motorisation performante, consommant peu et offrant de l’agrément ?". La réponse ne fut pas une pure invention mais l’association de technologies existantes. Pour l’analogie, c’est exactement la même approche que Steve Jobs a utilisée pour l’iPhone dix huit ans plus tard. Le téléphone portable, l’assistant de poche type Palm et l’écran tactile existaient déjà. L’idée gagnante fût d’associer ces technologies pour en faire un produit homogène répondant aux attentes du marché, exactement comme le TDI en somme

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Depuis 1989, AUDI a produit 7,5 millions de véhicules à moteur TDI. Même sans une fiscalité aussi avantageuse qu’en France, les deux tiers des ventes allemandes d’AUDI le sont en TDI. Cette motorisation connaît également une percée aux USA avec récemment, plus de 40% de croissance. Si c’est le rapport agrément/coût d’exploitation qui prime en Europe, c’est plus le côté "geste pour l’environnement" qui est décisif pour une certaine classe aisée américaine plus sensible à l’environnement. La Chine est bien positionnée avec 500.000 unités par an mais le frein au développement vient plutôt de la qualité du carburant aléatoire et insuffisante pour les systèmes d’injection perfectionnés.

Le "right sizing"

Tant de constructeurs sont adeptes du "down sizing" et ont tendance à proposer des véhicules sous-motorisés pour ne pas être pénalisés par le malus écologique lié aux rejets de CO2. La conséquence est principalement le manque de couple lié à une cylindrée inférieure, et ce malgré l’adjonction d’un turbocompresseur. Par ailleurs, plus le poids de l’auto est élevé et plus la cylindrée est essentielle. Envisager une routière de plus d’une tonne et demi avec un petit 1,6 litre est une pure hérésie. Si vous ajoutez à cela un critère essentiel pour un achat haut de gamme, à savoir, la noblesse de la mécanique (elle commence à cinq cylindres), le fossé se creuse encore plus. AUDI n’est pas tombé dans ce piège et adopte le "right sizing". Autrement dit, la bonne taille de moteur pour chaque taille de véhicule. 

Pour illustrer cela, le 1,4 litre TDI convient très bien aux petits gabarits comme l’A1, le 2,0 litres quatre cylindres fait le bonheur des gammes de taille moyenne. Tandis que le V6 3.0 litres équipe en priorité les grandes routières. Le V8 4,2 litres quant à lui est bien adapté aux véhicules les plus lourds comme l’A8 et le Q7. 

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Evolution continuelle

Depuis son lancement, la technologie TDI n’a pas cessé d’évoluer. Aujourd’hui, trois domaines prioritaires que sont la suralimentation, l’injection et la dépollution font l’objet de la plus grande attention. La suralimentation se fait grâce au turbocompresseur. Les pales de la turbine sont orientables et gérées en fonction du régime et de la sollicitation. Les travaux d’optimisation sur les turbocompresseurs ont pour but d’améliorer le rendement, le couple, les reprises, tout en diminuant le bruit et le poids.

En 1989, la pression d’injection plafonnait à 1.350 bars. Avec les progrès effectués, elle est aujourd’hui de 2.000 bars sur la rampe commune. Tandis que le prototype victorieux du Mans fonctionne avec 2.800 bars, le prochain objectif pour les moteurs de série est de 2.500 bars. Conjuguée à une taille réduite des trous dans les injecteurs, la quantité de carburant envoyée est plus finement distribuée pour optimiser la consommation.

En parallèle les normes à venir imposent aux moteurs de moins polluer. Une des grandes nouveautés porte sur la réduction des rejets d’oxydes d’azote. Ce sont les motorisations Diesel qui en génèrent la plus grande quantité et notamment à froid. Cela vient du fait que le catalyseur a besoin d’atteindre 150 degrés pour commencer à fonctionner. L’enjeu environnemental est colossal vu la quantité de petits déplacement où les moteurs sont froids et donc très polluants.

Le premier axe de travail consiste à rapprocher les catalyseurs du bloc moteur au lieu de les insérer au milieu de véhicule sur la ligne d’échappement. Cette architecture n’est possible que si elle fait partie du cahier des charges lors de la conception. Après, c’est trop tard, il n’y a plus de place ! En 2015, le 3.0 litres TDI disposera d’un catalyseur spécifique : le NOC pour NOx-Oxidation Catalyst pour digérer les oxydes d’azote quand le moteur est froid. 

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La saga continue

Prochainement produit en série, le nouveau 1,4 litre TDI est désormais un trois cylindres. Il développe 90 chevaux pour un couple de 23,5 mkg. Ce moteur est plus léger, il ne pèse que 132 kilogrammes. Ce résultat n’est pas seulement obtenu parce qu'il y a un cylindre de moins, mais aussi par l’utilisation de matériaux plus légers comme l’alliage d’aluminium et de silicium pour le carter moteur. Côté technologie, il reçoit un turbocompresseur de dernière génération et une injection à 2.000 bars. Le circuit de refroidissement est dissocié entre la culasse et le bloc-cylindres. La désactivation de ce dernier améliore la montée en température. Il est déjà compatible avec la norme EURO 6 applicable en septembre 2014, vous vous en doutez. 

Le best seller de la marque qu’est le 2,0 litres TDI continue d’évoluer. Il tient compte de la pression lors de la phase de combustion. Son turbocompresseur est à géométrie variable et commande pneumatique. La douceur de fonctionnement et la réduction des frottements ont été sérieusement travaillées. Sur le Q5, il existe en versions 150 et 190 chevaux. Dans sa variante la moins puissante, il consomme 4,9 litres aux cent kilomètres pour 129 grammes de CO2 rejetés par km. Dans sa variante 190 chevaux, la consommation est de 5,7 litres pour 149 grammes. Les rejets de CO2 descendent à 104 grammes sur la version 136 chevaux de l’A4 Ultra.

Au sommet de la technologie actuelle, nous trouvons le V6 3,0 litres TDI. Son couple est phénoménal et disponible très bas. Dans sa version "classique", la puissance est de 272 chevaux. Il se contente de 5,2 litres en consommation mixte et rejette 136 g de CO2/km. 

Comme si ce n’était pas suffisant, la nouvelle A7 Sportback Ultra va encore plus loin. Les rejets de CO2 descendent à 122 grammes. C’est juste monumental pour un 3,0 litres de 218 chevaux. Comme une bonne nouvelle ne vient jamais seule, la consommation descend également à 4,7 litres. Qui dit mieux ?

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Chaque gamme AUDI dispose de son modèle Ultra. Cette appellation ne désigne pas la version la plus puissante mais la plus efficiente de la gamme. Les rejets de CO2 oscillent en 85 et 122 grammes, les consommations entre 3,2 et 4,9 litres. Nous l’avons vérifié sur l’A7 Sportback Ultra, cela ne compromet en rien le caractère dynamique et l’agrément.

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Pour arriver à un tel niveau d’efficacité, le 3,0 litres TDI a d’abord subi une cure d’amaigrissement. Il ne pèse que 192 kilogrammes. Des matériaux spéciaux et le dessin des pièces en mouvement sont pensés pour réduire les frottements. Comme sur le nouveau 1,4 litre, le circuit de refroidissement est dédoublé pour améliorer la montée en température. Les piezo-injecteurs disposent de huit trous et effectuent huit injections par cycle. De quoi délivrer la quantité de précieux liquide au plus juste. Le filtre à réduction catalytique sélective (SCR) décompose les oxydes d’azote en azote non toxique et en eau grâce à l’additif AdBlue.

Pour tracter les plus gros gabarits en toute sérénité, le V8 4,2 litres s’impose. Le couple "camionesque" est de 850 Nm. La transmission Quattro et les 285 chevaux font le reste pour permettre à l’A8 4,2 litres TDI d’abattre le 0 à 100 en 4,7 secondes, soit exactement le temps d’une PORSCHE Boxster GTS sur le même exercice.

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L’expérience de la compétition

Depuis 2006, AUDI collectionne les victoires aux 24 Heures du Mans avec la technologie TDI. Evolution de la réglementation oblige, la cylindrée maximale autorisée ainsi que la quantité de carburant disponible n’ont cessé de diminuer. Grâce à la technologie, les autos sont néanmoins plus rapides tout en consommant moins. Ces contraintes permettent de mettre au point et d’éprouver de nouveaux systèmes qui par la suite pourront être adaptés à la série. C’est le cas de la pression d’injection. Elle est de 2.800 bars en compétition alors que les véhicules  de série de dernière génération sont alimentés par 2.000 bars.

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Encore de belles Perspectives

Pour rendre le Diesel plus sportif, AUDI a développé le biturbo électrique. Le point faible d’un moteur turbocompressé est son temps de réponse. A bas régime, la quantité de gaz d’échappement est insuffisante pour faire tourner la turbine à la vitesse optimale pour compresser les gaz. L’idée est simple mais il fallait y penser. Un deuxième compresseur est installé. Au lieu de disposer d’une turbine fonctionnant avec les gaz d’échappement, c’est un moteur électrique qui va permettre de les compresser. Le résultat est bluffant. Nous l’avons constaté en comparant l’accélération de l’AUDI RS5 TDI Concept équipée de ce système et délivrant 385 chevaux contre une championne des 400 m D.A, l’AUDI RS6 Quattro et ses 560 chevaux. Sur la première centaine de mètres, la RS5 TDI Concept part légèrement plus fort que la RS6. Ensuite, les 560 chevaux de la RS6 reprennent le dessus. C’est bien normal avec 175 chevaux de plus.

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Cet atout n’est pas seulement intéressant pour la phase de démarrage mais aussi pour les reprises à bas régimes. Fini la frustration d’attendre la puissance tant que ce cher turbocompresseur n’est pas assez alimenté ! Pour fonctionner, le moteur électrique du compresseur est alimenté en 48 V. C’est également la porte ouverte à l’utilisation d’auxiliaires ou de moteurs électriques plus puissants dans le futur comme la transmission intégrale e-Quattro.

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AUDI travaille également sur le e-Diesel. Un carburant est développé conjointement avec la société américaine Joule. Son intérêt réside dans un bilan environnemental global similaire à celui d’un véhicule 100% électrique et à son absence de souffre et d’aromate contrairement au gazole d’origine minérale. Ce carburant est compatible avec les motorisations Clean Diesel sans modification mais il faudra encore attendre quelques années avant d’en trouver à la pompe. 

En 25 ans, le TDI a gagné ses lettres de noblesse sur le registre de l’efficience et de la souplesse d’utilisation. La saga est loin d’être terminée, tout en poursuivant les améliorations ayant fait son succès, les motorisations TDI s’attaquent maintenant à la sportivité. Cette évolution est possible grâce à l’expérience de la compétition et aux nouvelles technologies comme de compresseur électrique. Le SQ5 n’était qu’un "amuse bouche", le meilleur est à venir.

Olivier JANIAUD (Juillet 2014)