Les moteurs à combustion interne n’ont pas perdu leur pertinence. Outre les possibilités offertes par les carburants synthétiques compatibles avec les moteurs actuels, le développement de moteurs à combustion interne fonctionnant à l’hydrogène progresse également.
L’entreprise autrichienne AVL Racetech est actuellement engagée dans le développement d’un moteur à combustion puissant, résonnant et durable pour l’avenir, utilisant l’hydrogène. Ce moteur, un quatre cylindres turbocompressé de 2,0 litres, parvient à générer une puissance impressionnante de 405 chevaux et un couple de 375 lb-pi.
L’hydrogène comme solution
L’hydrogène est depuis longtemps considéré comme une technologie d’avenir au service de la mobilité durable, offrant une alternative aux longs temps de ravitaillement associés aux véhicules électriques. Cette source d’énergie a la capacité de fournir une puissance comparable à celle des voitures à combustion interne, tout en permettant des temps de ravitaillement rapides, comparables à ceux des véhicules à essence.
Dans une vidéo de 13 minutes, AVL Racetech, expert en développement de technologies de course et fournisseur d’équipes allant de la Formule 1 à la NASCAR, confirme que le moteur quatre cylindres émet exactement le son d’un petit moteur haute performance. En pratique, il rugit avec intensité, les tuyaux d’échappement prenant une teinte rouge cerise en raison des explosions contrôlées dans les cylindres. Dans cet enregistrement spécifique, le moteur atteint une puissance maximale de 405 chevaux à 6 500 tr/min, avec un couple maximal de 375 lb-pi à 4 000 tr/min. Lors de tests précédents, le moteur a enregistré une puissance de 410 ch, mais avec un couple légèrement inférieur, atteignant seulement 368 lb-pi.
Comme le montre la vidéo, il n’est pas évident que ce moteur brûle de l’hydrogène rien qu’au son. De plus, il faudrait un œil averti pour identifier les différences visuelles entre les différents composants du moteur. Toutefois, il est important de noter que ce moteur est très différent de celui que l’on trouve dans une voiture de tourisme conventionnelle.
Les défis à relever
“L’hydrogène est une molécule très réactive”, prévient Paul Kapus, directeur des moteurs à allumage commandé et des véhicules conceptuels chez AVL Racetech. “Il a une affinité pour s’enflammer sur diverses surfaces, qu’il s’agisse de surfaces chaudes, de gouttelettes d’huile à haute température, de bougies d’allumage surchauffées ou de soupapes chaudes. Cela implique un risque important de pré-allumage”.
Nilton Dinaz, ingénieur principal en développement, donne un aperçu supplémentaire des défis auxquels l’entreprise est confrontée. “L’hydrogène est un carburant vraiment particulier. Le processus de combustion doit être modéré, car son taux d’allumage est incroyablement rapide. C’est pourquoi nous avons opté pour l’injection d’eau”.
Dans les moteurs à hydrogène, la haute pression est une réalité. Tant le collecteur d’admission que les rampes d’alimentation sont spécifiquement conçus pour utiliser ce carburant qui, il ne faut pas l’oublier, est remarquablement sec par rapport au gaz de pompe conventionnel, qui est à l’état liquide. Les injecteurs de carburant doivent être lubrifiés et un turbocompresseur spécifique à l’hydrogène est également incorporé. Compte tenu de la pression extrêmement élevée, la structure fondamentale du moteur doit pouvoir résister à cette pression sans risque d’explosion.
Malgré les défis mentionnés ci-dessus, le système démontre de solides performances. La vidéo montre le moteur générant une puissance comparable à celle du moteur turbo quatre de Mercedes-AMG, tout en exploitant une source de carburant abondante. La prochaine étape consistera à tester le moteur en conditions de piste lors de compétitions. Si tout se passe bien, des voitures à hydrogène pourraient participer à la course du Mans en 2026.
