Pourquoi les voitures sont-elles équipées d’un turbocompresseur ?

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Dans l’industrie automobile, de plus en plus de marques optent pour la création des voitures alliant puissance, confort et écologie. Pour cela, elles utilisent des turbocompresseurs. Des marques comme Porsche, Audi et Mercedes en ont fait le choix. On retrouve cette pièce sous le capot de plusieurs véhicules, que ceux-ci soient à moteur diesel ou moteur essence, sportive ou familiale. Mais, pourquoi les voitures sont-elles équipées de turbos ? Quelle est cette pièce et quels sont les avantages liés à son utilisation ? Nous vous proposons de découvrir tout ce qu’il faut savoir sur les turbos de voiture.

Les voitures sont équipées d’un turbocompresseur pour rouler plus vite. En effet, le turbo a pour rôle d’augmenter l’apport d’air comprimé dans le moteur afin d’en booster les performances sans en modifier la conception. Grâce à l’air qui parvient au moteur, la combustion se fait plus efficacement.

Puisqu’il s’agit d’une pièce particulière du moteur, le turbo possède un fonctionnement spécifique et assez original. Intéressons-nous à présent à ce mécanisme.

Le turbocompresseur : de l’origine à l’insertion dans les voitures

Depuis l’invention du moteur thermique, obtenir toujours plus de puissance énergétique constitue la préoccupation majeure des concepteurs automobiles. Pour résoudre le problème, la solution était d’augmenter la taille du moteur, c’est-à-dire sa cylindrée. Mais un gros moteur implique une grande consommation d’énergie, et plus d’émissions polluantes. L’usage de gros moteur était donc un problème pour les marques.

La solution était simple : suralimenter le moteur. C’est alors qu’en 1905, l’ingénieur Alfred Brüchi, s’inspirant des travaux de Louis Renault, invente le turbocompresseur. Très vite, ce nouveau système mécanique sera adopté par l’industrie de l’aviation. C’est bien plus tard qu’il sera adopté par l’industrie automobile. Il est d’ailleurs particulièrement prisé dans les sports de course comme la Formule 1.

Qu’avait cette invention de si particulier ? Elle exploitait l’énergie cinétique des gaz d’échappement pour améliorer les performances du moteur. Expulsés par le moteur, ces gaz entraînent sur leur passage une turbine. Celle-ci fonctionne comme un moulin à vent avec des fréquences avoisinant les 300 000 tr/min. La forte accélération de ce mouvement enclenche une autre hélice, un compresseur centrifuge, qui collecte de l’air depuis le milieu ambiant.

L’air collecté par le compresseur est accumulé puis comprimé. Ensuite, il est expédié par le collecteur d’admission vers le moteur. Ainsi, par ce jeu mécanique, le moteur reçoit davantage d’air pour moins de carburant à consommer. Dans le même temps, il produit autant d’énergie qu’un moteur de calibre supérieur.

En l’absence du turbocompresseur, les voitures développeraient une puissance réduite. Par ailleurs, elles consommeraient beaucoup de carburants sans respecter les normes environnementales. Fabriquer des turbos est donc une solution avantageuse et économique pour tous. C’est pourquoi on retrouve de nos jours une gamme variée de turbocompresseurs : le single turbo, le twin-scroll turbo, le turbo à géométrie variable, le turbo électrique, etc.

Usage du turbocompresseur : quels avantages et inconvénients ?

Le premier avantage du dispositif est ce qui en fait l’originalité : récupérer les gaz d’échappement avant dissipation pour augmenter la masse combustible sans effort du moteur (contrairement aux compresseurs, jadis). Le turbocompresseur supporte aisément les grandes vitesses grâce à son fonctionnement. Également, le caractère compact, léger et facile à l’emploi du turbo rend possible la conception de moteurs plus économiques et plus respectueux de l’environnement.

Le turbo présente de multiples avantages. Toutefois, on lui compte aussi quelques inconvénients. Le détournement de la vitesse d’échappement des gaz pour alimenter l’hélice du dispositif empêche la bonne évacuation de ceux-ci. Et le turbocompresseur n’est fonctionnel qu’à partir d’un certain régime moteur. D’un autre côté, il peut perdre en puissance à un régime élevé. La raison : la wastegate s’ouvre pour préserver le moteur des pressions trop fortes.

La vitesse de rotation des hélices du turbo peut aussi constituer un inconvénient. En effet, si la vitesse à l’extrémité des pales de la turbine atteint le seuil transsonique (vitesse égale à celle du son) ou supersonique (vitesse supérieure à celle du son), le turbo se détériore entièrement ! Certes, un turbo cassé n’entrave pas le fonctionnement du moteur, mais ses performances en sont réduites. Pour cette raison, la vitesse de rotation doit être maîtrisée. Il faut garder à l’esprit que l’explosion d’un turbocompresseur peut être très dangereuse. Elle peut provoquer une explosion du moteur, ce qui met en danger la vie des occupants de la voiture.

Ajoutons enfin qu’entre des gaz d’échappement très chauds du côté de la turbine et la température ambiante de l’air compressé à réguler, le turbo est soumis à de véritables contraintes thermiques. En effet, les gaz d’échappement peuvent atteindre plus de 800 °C pour un moteur diesel et plus de 1000 °C pour un moteur à essence.

Pour éviter que le turbocompresseur s’endommage en raison des températures élevées, les fabricants le construisent avec des matériaux de bonne qualité. C’est le cas surtout avec les nouveaux turbos à géométrie variable ou turbos électriques qui limitent certains risques. Cela justifie que ces accessoires nécessitent un investissement financier considérable. Dans tous les cas, il est recommandé de se procurer du matériel de qualité. Comment s’y prendre ?

Comment acheter un turbocompresseur pour sa voiture ?

Si vous désirez vous procurer un turbocompresseur, il faut tenir compte de plusieurs paramètres. Votre dispositif de suralimentation doit correspondre à la taille du moteur, l’application que vous voulez en faire, les performances visées et les pièces nécessaires à acheter. Il faut aussi considérer le budget vous disposez.

Plusieurs options sont possibles pour acheter un turbocompresseur. Vous avez le choix entre les turbocompresseurs neufs, les modèles en échange standard et les modèles disponibles sur le marché d’occasion. Des trois options, nous vous recommandons la première.

En effet, en achetant une pièce neuve, vous pouvez bénéficier de la garantie constructeur. De plus, vous avez l’assurance de prendre un accessoire durable et efficace. Mais il faut savoir que la pièce neuve peut coûter cher. Voilà pourquoi de nombreux automobilistes préfèrent la deuxième option.

Acheter un turbo en échange standard vous permet de bénéficier d’un bon rapport qualité/prix. Pour cause, ces pièces n’ont que l’enveloppe métallique qui est ancienne. Leur intérieur se

compose uniquement d’accessoires neufs. Si vous n’avez pas le financement nécessaire pour acheter votre turbocompresseur en échange standard, tournez-vous vers le marché d’occasion.

Dans tous les cas, nous vous recommandons de solliciter les services de votre concessionnaire automobile, ou d’un garage professionnel qui jouit d’une bonne réputation dans le domaine. Choisissez votre turbocompresseur, sans vous mettre la pression !

L’installation d’un turbocompresseur sur des cylindrées toujours plus réduites offre l’opportunité de bénéficier de plus de puissance. De plus, si on l’installe avec un intercooler et une wastegate, le fonctionnement du dispositif devient encore plus performant. Il faut néanmoins en prendre grand soin, car il constitue une des pièces sensibles du moteur.

Quelle est la durée de vie d’un turbocompresseur ?

La durée de vie est estimée entre 200 000 et 450 000 km, bien sûr à condition qu’il soit correctement lubrifié et bien entretenu. Toutefois, sachez qu’au-delà de 200 000 km, l’efficacité du turbocompresseur commence à s’atténuer : il faudra songer à le remplacer.

Est-il avantageux d’avoir un turbo électrique ?

Le turbo électrique évite à l’utilisateur les inconvénients liés au turbocompresseur traditionnel comme le temps de réponse, surtout en bas régime. Par contre, la consommation électrique est assez importante, et, dans la réalité, l’amélioration de la compression par rapport au turbocompresseur manuel est négligeable.

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