Mazda SKYACTIV-X : le nouveau moteur qui réduit la consommation de 15 %

IRVINE (Californie) – Avec le nouveau moteur SKYACTIV-X, les ingénieurs de Mazda ont créé un moteur thermique à essence aussi performant et efficient qu’un moteur diesel, émissions nocives en moins. L’an dernier, Le Guide de l’auto s’est rendu au centre de recherche et de développement de Mazda à Francfort en Allemagne pour un premier contact avec ce moteur qui animait des Mazda3 Sport modifiées.

J’ai conduit deux prototypes, le premier avec une boîte manuelle et le second avec une boîte automatique, sur un parcours mixte comprenant des autoroutes — dont un tronçon sans limites de vitesse —, des routes secondaires et en région urbaine. J’avais alors obtenu une consommation moyenne de 6,5 litres aux 100 kilomètres, ce qui représentait une amélioration de 15,5% au volant du prototype à boîte manuelle et de 13,4% avec le prototype à boîte automatique par rapport à des Mazda3 Sport conventionnelles.

Par ailleurs, si l’on faisait abstraction des tronçons d’autoroute à haute vitesse, la consommation en cycle urbain et routes secondaires avait été bonifiée de 17,9% (manuelle) et de 14,7% (automatique). Aujourd’hui, c’est dans un tout autre contexte, soit sur les routes voisinant le centre de recherche et de développement américain de Mazda à Irvine en Californie, que nous remettons le moteur SKYACTIV-X à l’essai.

Une philosophie différente
Plutôt que de développer et de vendre une petite quantité de véhicules électriques pour compenser le reste d’une flotte énergivore animée par des moteurs à essence classiques, Mazda a choisi une autre voie. Il réduira de 15 à 20% la consommation et les émissions polluantes de ses prochains moteurs thermiques par le développement de la nouvelle technologie SKYACTIV-X.

Mélange airessence appauvri et taux de compression élevé
Le moteur SKYACTIV-X quatre cylindres de 2,0 litres brûle de l’essence ordinaire et fonctionne avec un taux de compression chiffré à 18 :1 ainsi qu’un mode de combustion qui conjugue à la fois l’allumage par compression d’un moteur diesel et l’allumage par bougie d’un moteur à essence conventionnel.

Lors de la conduite par temps froid ou s’il tourne à haut régime, le moteur fonctionne exactement comme un moteur à essence ordinaire. Quand il tourne à des régimes moins élevés, à vitesse de croisière par exemple, il fonctionne avec un mélange airessence grandement appauvri.

Contrairement à un moteur diesel, les bougies d’allumage sont toujours mises à contribution, et lorsque le moteur tourne à bas régime, il brûle un mélange airessence qui oscille entre 30 et 50 parties d’air par partie d’essence. Cela représente un mélange beaucoup plus pauvre que celui d’un moteur thermique conventionnel qui fonctionne avec le ratio stœchiométrique - 14,7 parties d’air pour 1 partie d’essence.

Une bougie d’allumage comme facteur de contrôle
L’auto-allumage par compression est toutefois difficile à contrôler puisque celui-ci dépend de plusieurs facteurs externes comme la pression atmosphérique ou la température de l’air ainsi que son taux d’humidité, entre autres. Aussi, ce type d’allumage est moins indiqué lorsque le conducteur demande plus de couple et de puissance.

Pour pallier ces variations et pour composer avec les demandes de couple et de puissance, les ingénieurs de Mazda utilisent la bougie d’allumage à chaque cylindre comme facteur de contrôle de la combustion, selon les conditions d’utilisation du moteur, par un procédé appelé Spark Controlled Compression Ignition (SPCCI).
La bougie d’allumage sert alors à enflammer rapidement une petite zone où le mélange est devenu instantanément plus riche en essence grâce à un tourbillon créé par la forme particulière de la surface du piston. Cette combustion par allumage de la bougie de cette petite zone où le mélange est devenu plus riche entraîne alors une augmentation de la compression dans le cylindre, ce qui provoque l’auto-allumage par compression du reste du mélange airessence.

Plus de couple
Sur les routes de la Californie, ce moteur tout en aluminium de 2,0 litres s’est montré coupleux à souhait (le couple maximal est de 170 livres-pied) avec, en prime, une sonorité particulièrement satisfaisante entre 3 000 et 5 000 tours/minute. Seule une légère hésitation autour des 2 000 tours/minute nous rappelait qu’il s’agit ici d’un moteur dont le mode de combustion n’a rien d’habituel.

Pour le reste, les Mazda3 Sport animées par ce moteur étaient fort agréables à conduire en faisant preuve d’une vivacité accrue par rapport à une Mazda3 conventionnelle. Il faut cependant souligner le fait que la conduite s’est avérée plus souple avec le prototype équipé de la boîte automatique qu’avec celui équipé de la boîte manuelle.

On s’attend à ce que ce nouveau moteur, toujours en phase de développement, fasse ses débuts dans la prochaine génération de la Mazda3 qui devrait arriver en 2019 et dont le design sera fort probablement inspiré par le concept Kai présenté par Mazda au dernier Salon de l’auto de Tokyo.