Les moteurs de voiture ont beau avoir évolué depuis leur invention, il reste que certains aspects mécaniques n’ont pas changé. Or, selon un nouveau modèle informatique de moteur créé par des chercheurs de l’Université Purdue, on pourrait diminuer la consommation d’essence ainsi que la production de smog et de gaz à effet de serre en changeant un procédé mécanique vieux de plus d’un siècle.

Dans les voitures traditionnelles, la rotation des roues résulte du mouvement de va-et-vient de pistons dans des cylindres. Ces pistons entraînent avec eux bielles et vilebrequins et créent une force mécanique. Pour en activer un, on fait entrer de l’air et de l’essence dans un cylindre. Puis, une bougie d’allumage génère une étincelle et provoque une « explosion ». C’est la force de celle-ci qui actionne le piston.

Les chercheurs de Purdue ont réalisé qu’il est possible de générer une explosion tout aussi forte avec moins d’essence en mélangeant celle-ci à l’air dans des proportions différentes. Cela augmenterait l’efficacité du moteur de 15 à 20%. Ce qui signifierait moins d’essence consommée et moins de CO2 produit. De plus, le carburant brûlerait mieux, produisant ainsi moins de particules polluantes. En ajustant la quantité d’air de la même façon qu’on le ferait pour l’essence, on pourrait aussi rendre les biocarburants plus performants.

Si cela n’a pas été fait auparavant, c’est parce que depuis plus de 100 ans, on construit des moteurs qui utilisent le mouvement des pistons pour ouvrir les valves d’entrée d’air dans le cylindre. Ce système est ingénieux, mais le modèle informatique des chercheurs de Purdue indique qu’il ne fournit malheureusement pas le volume d’air optimal pour la quantité d’essence présente.

Pour obtenir un meilleur ratio air-essence et augmenter l’efficacité du moteur, les chercheurs tenteront maintenant de mettre au point un nouveau type de valves d’entrée d’air. Elles devront s’ouvrir en fonction de la vitesse de la voiture, de son poids et du carburant utilisé et non plus du mouvement des pistons.

Cette petite révolution pourrait aussi permettre de mettre en application un concept de moteur moins polluant sur lequel travaillent plusieurs laboratoires dans le monde : l’Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI), qui nécessite la réinjection dans le cylindre les gaz qui résultent de la combustion de l’essence. Cela serait beaucoup plus simple à réaliser avec un système de valves qui s’ouvrent en fonction des besoins du moteur, plutôt que du mouvement des pistons comme c’est aussi le cas actuellement pour les gaz de combustion.

La seule chaleur de ces gaz réinjectés est suffisante pour déclencher l’explosion activatrice du piston. La température de cette explosion est toutefois moins haute que lorsqu’elle est déclenchée par une étincelle. Comme c’est la température élevée qui provoque l’apparition des oxydes d’azote à l’origine du smog. Avec la HCCI, il n’y en aurait presque plus.