Le développement vise une utilisation plus efficace de l’énergie qui est partiellement perdue dans les moteurs modernes, malgré leur haut niveau de sophistication technique. Il ne s’agit pas d’améliorations cosmétiques, mais d’une remise en question du principe même de gestion de l’énergie excédentaire des gaz d’échappement.
Le problème de l’efficacité excessive de la suralimentation
Les turbocompresseurs modernes peuvent générer une pression dépassant les limites optimales pour un fonctionnement stable et durable du moteur. Pour éviter les surcharges, les ingénieurs doivent réduire artificiellement l’efficacité de la suralimentation. En conséquence, une part importante de l’énergie contenue dans les gaz d’échappement reste inexploité et est simplement dissipée.
Cette approche ne réduit pas seulement le rendement global du groupe motopropulseur, mais limite également le potentiel d’évolution future des moteurs à essence et hybrides, particulièrement dans un contexte de durcissement des exigences environnementales.
Turbine expansée au lieu de pertes d’énergie
Le nouveau brevet de Porsche décrit l’utilisation d’une turbine expansée supplémentaire, inspirée des systèmes industriels de récupération de chaleur perdue. Cet élément est proposé pour être placé entre l’intercooler et le moteur. Contrairement au turbocompresseur classique, elle fonctionne en mode inverse : elle reçoit de l’air chaud comprimé et délivre en sortie un flux refroidi et moins dense.
La caractéristique clé de cette solution réside dans le fait que, lors de l’expansion de l’air, le système génère une énergie mécanique ou électrique supplémentaire. Par son principe de fonctionnement, elle s’apparente à une petite centrale électrique intégrée à l’ensemble motopropulseur du véhicule.
Possibilités d’utilisation de l’énergie produite
L’énergie générée peut être exploitée de plusieurs manières. Elle peut notamment alimenter un compresseur électrique de suralimentation, améliorant ainsi la réactivité du moteur. Elle peut également être stockée dans des batteries ou utilisée pour augmenter la pression de suralimentation sans accroître la charge sur les composants principaux du moteur.
Un effet complémentaire est le refroidissement et l’augmentation de la densité de l’air avant son admission dans les cylindres. Cela permet d’accroître la puissance du moteur sans augmenter la cylindrée, tout en améliorant l’efficacité énergétique. La géométrie variable des aubes de la turbine expansée assure une adaptation plus précise aux conditions de conduite actuelles.
Perspectives de mise en œuvre
Porsche souligne que ce brevet n’est pas un développement théorique. La société le considère comme une base pour de futures motorisations de série équipées de moteurs à combustion interne. La mise en œuvre pratique de cette technologie devrait permettre d’obtenir un meilleur équilibre entre performances, consommation de carburant et indicateurs environnementaux.
Conclusion
Cette nouvelle solution illustre l’engagement de Porsche envers une utilisation plus rationnelle de l’énergie dans les groupes motopropulseurs traditionnels. Plutôt que d’abandonner le moteur à combustion interne, la marque mise sur une optimisation technique approfondie qui pourrait prolonger la pertinence des moteurs turbocompressés dans les années à venir.
