Mazda avance : les nouveautés technologiques à Paris

Pour montrer que Mazda travaille dur à la nécessaire évolution écologique des autos, le stand du salon de Paris exposera 3 nouveautés technologiques développées par les ingénieurs du constructeur américan-japonais.

Mazda s'est récemment engagé à réduire la consommation de ses véhicules de 30% d'ici 2015. Ces 3 innovations font partie du plan. Tout d'abord, il y a le système de coupure du moteur à l'arrêt développé en interne et baptisé SISS. Ensuite, le moteur MZR-CD 2.2 litres aux rejets CO2 réduits et enfin une nouvelle technique de moulage plastique permettant de réduire le poids des pièces plastiques mais aussi la consommation de résines de 20 à 30 %. Mazda montrera également ses véhicules à hydrogène, une piste explorée depuis longtemps par le constructeur.

Consommation de carburant réduite jusqu’à 9 % grâce au Système de coupure moteur à l’arrêt (SISS, Smart Idle Stop System)

Le système SISS de Mazda arrête automatiquement le moteur du véhicule puis le redémarre par l’injection directe de carburant et l’action d’un moteur d’aide au démarrage. Pour permettre le fonctionnement de ce dispositif, les pistons sur les temps compression et moteur sont précisément arrêtés dans la position permettant d’obtenir un volume d’air parfaitement équilibré dans chaque cylindre. Totalement exclusif, le système Mazda constitue une première mondiale dans la mesure où il positionne les pistons avant même le redémarrage du moteur, contrairement aux systèmes classiques qui effectuent cette opération après le lancement du moteur thermique au moyen d’un moteur électrique. Grâce à cette innovation, le système SISS de Mazda assure un démarrage environ deux fois plus rapide que les systèmes concurrents et garantit un redémarrage plus doux ainsi qu’une réduction de la consommation. Il sera commercialisé en Europe au cours du premier semestre 2009.

Moteur turbodiesel MZR-CD 2,2 litres : des rejets réduits pour un couple et une puissance accrus

Elément central de la stratégie « Zoom-Zoom Responsable », le moteur turbodiesel dernière génération 2,2 litres à rampe commune sera lancé au début de l’année prochaine en Europe. Propre, puissant et caractérisé par un rendement énergétique élevé, ce moteur développe une puissance de 185 ch et un couple de 400 Nm, chiffres qui en font l’un des moteurs diesel les plus vifs de son segment. Le rendement énergétique global de ce moteur a été accru au moyen de technologies inédites, parmi lesquelles des injecteurs haute pression et un taux de compression abaissé. En outre, son filtre à particules développé par Mazda bénéficie du premier mécanisme d’activation du catalyseur au monde qui sépare efficacement les particules des gaz d’échappement. La base en céramique de ce catalyseur Mazda exclusif présente une structure moléculaire qui accroît le taux de combustion des particules et augmente la vitesse de régénération du filtre.

Nouvelle technologie de moulage plastique réduisant la consommation de résines plastiques de 20 à 30 % ainsi que le poids des composants automobiles en plastique

La stratégie d’allègement de Mazda franchit un nouveau pas avec l’arrivée d’une nouvelle technologie de moulage plastique, permettant de réduire le poids des composants en plastique à bord des véhicules Mazda sans compromettre leur robustesse, ni leur rigidité. Cette technique de moulage réduit non seulement le poids des composants mais également la consommation de matières premières d’environ 20 à 30 %, ce qui permet d’abaisser parallèlement le niveau de rejets de CO2. En outre, elle peut être appliquée à la quasi-totalité des pièces en plastique entrant dans la fabrication des véhicules.

Cette nouvelle technologie repose sur la désormais célèbre stratégie d’allègement de Mazda qui a permis aux nouvelles Mazda2 et Mazda6 d’afficher un poids réduit et une consommation moindre par rapport à leurs devancières, alors même que la tendance du secteur automobile est au développement de véhicules de plus en plus lourds et volumineux.

L'hydrogène, la solution d’avenir pour aboutir au zéro émission

Le développement des véhicules à hydrogène chez Mazda connaît une nouvelle phase. En juin 2008 Mazda Motor Corporation a reçu l’autorisation du Ministère des Infrastructures Terrestres et des Transports (MLIT) du Japon pour tester sur le réseau public le Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid.

Avantage Pratique

Le tout dernier véhicule à moteur rotatif à hydrogène de Mazda est doté d’un système hybride qui accroît la puissance du véhicule de 40 % et double son autonomie en hydrogène qui passe à 200 kilomètres. Mazda espère terminer les essais sur route et lancer sa commercialisation au Japon au cours de l’exercice 2008. Le Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid est le premier véhicule hybride à hydrogène au monde à bi-carburation, ce qui lui permet de fonctionner à l’hydrogène ou à l’essence. Il s’agit là d’un pas important visant à faire progresser cette technologie jusqu’à ce qu’une infrastructure complète pour l’hydrogène soit mise en place, avec un réel atout supplémentaire permettant de faire face à la différence de vitesse d'adoption de l'hydrogène comme carburant de substitution dans les différents pays du monde.

« Nous avons présenté et utilisé le Premacy Hydrogen RE Hybrid et le RX-8 Hydrogen RE lors du « Salon de l’Environnement » au cours du Sommet du G8 Hokkaido Toyako en juillet 2008. Obtenir l’autorisation des autorités du ministère pour tester sur le réseau routier le Premacy Hydrogen RE Hybrid à temps pour le Sommet Hokkaido Toyako était extrêmement important car le monde a pu ainsi découvrir les technologies environnementales développées au Japon. Au-delà, nous poursuivrons notre programme de développement et nous nous efforcerons de lancer la commercialisation au cours de cet exercice » déclare Akihiro Kashiwagi, directeur du programme en charge du développement des véhicules à moteur RE à hydrogène.

Mazda a choisi le Premacy comme modèle de développement car il peut recevoir le réservoir d’oxygène tout en offrant cinq places assises avec une aire de chargement suffisante.

Le développement des véhicules à moteur RE à hydrogène présente d’autres avantages. Etant donné que les pièces et les équipements de production peuvent être partagés avec les technologies existantes, ils peuvent être développés à un coût relativement modéré et avec de plus faibles investissements. C’est en outre un moteur propre qui offre le même agrément de conduite qu’un moteur à combustion interne. Comme cette motorisation peut fonctionner aussi bien à l’hydrogène qu’à l’essence, le conducteur n’a pas à se préoccuper du risque de panne sèche d’hydrogène. Tablant sur une utilisation de plus en plus large de l’hydrogène à l’avenir, Mazda poursuit le développement de cette technologie qui offre tout le potentiel d’un moteur à combustion interne. Des pas importants ont été franchis avec le Premacy Hydrogen RE Hybrid. L’association de la technologie du moteur rotatif à hydrogène à un système hybride a nettement amélioré les performances et a rapproché Mazda du développement de modèles de série.

Le moteur rotatif : Idéalement adapté à l’hydrogène

Si Mazda a décidé de choisir le moteur rotatif plutôt qu’un moteur classique pour ses concepts de véhicules à hydrogène, ce n’est pas uniquement en raison de l’expérience exclusive acquise par la marque dans ce domaine. Le moteur rotatif est particulièrement adapté aux exigences particulières d’une alimentation à l’hydrogène.

L’hydrogène est un combustible étonnant qui peut produire des problèmes dans la chambre de combustion d'un moteur classique (combustion anormale). Dans ce type de moteur, le mélange air/carburant est directement injecté dans une chambre de combustion à haute température dont l'étanchéité est, entre autre, assurée par des soupapes d’échappement très chaudes. Il s’agit là de conditions peu favorables au fonctionnement du moteur, ce qui rend l’hydrogène moins intéressant comme carburant.

A l’inverse, le moteur rotatif comporte des chambres d’admission, de combustion et d’échappement séparées. L’hydrogène est donc injecté à une plus faible température et n’est soumis aux plus hautes températures de la chambre de combustion qu’au dernier moment.

Autre caractéristique clé de l’hydrogène, il produit moins d’énergie à volume équivalent lors de sa combustion car sa densité est inférieure à celle de l’essence. Etant donné que l’hydrogène est injecté en phase gazeuse, cela signifie que la quantité nécessaire pour la combustion occuperait 29,5 % du volume de la chambre de combustion contre 1,7 % pour l'essence. La quantité d’air injecté serait donc réduite d’où une combustion incomplète et une plus faible puissance.

La meilleure solution consiste donc à adopter l’injection directe dans la chambre de combustion pour résoudre ce problème. De plus, il est plus facile d’implanter un injecteur supplémentaire au niveau de la chambre d’admission d’un moteur rotatif que sur la culasse étroite d’un moteur classique.

Enfin, le moteur rotatif permet un meilleur mélange de l’air/hydrogène qu’un moteur classique du fait de son cycle plus long. Il en résulte un mélange plus homogène qui assure une meilleure combustion.

Hydrogène contre pile à combustible

Bien que le moteur rotatif à hydrogène soit un axe de recherche essentiel pour Mazda, il n’a pas empêché dans le même temps la poursuite du développement des véhicules à pile à combustible. Néanmoins, Akihiro Kashiwagi, Directeur du Programme RE Hydrogène de Mazda nous explique pourquoi Mazda axe davantage ses recherches sur l’hydrogène que sur la pile à combustible :

« Un moteur rotatif à hydrogène n’émet que de l’eau. Il n’est pas aussi efficace qu’une pile à combustible, mais structurellement il est identique à un moteur à essence aussi, ses coûts de fabrication sont inférieurs et il offre une plus haute fiabilité. Par rapport aux piles à combustible, les moteurs à hydrogène avec bi-carburation joueront certainement un rôle significatif dans la phase initiale de passage de la société à l’hydrogène. C’est pourquoi Mazda concentre actuellement ses efforts sur le développement d’un moteur à hydrogène à bi-carburation.

En circonstances normales, un véhicule à hydrogène est alimenté par l’hydrogène pour une conduite propre. Mais pourquoi un véhicule à hydrogène peut-il aussi être alimenté par de l’essence ? Pour une plus grande facilité d’utilisation. En effet le conducteur n’a pas à se soucier des risques de panne sèche d’hydrogène ou de conduire dans des endroits où il n’y a pas de stations lui permettant de se ravitailler en hydrogène. Mazda a donc conçu un système fonctionnant avec deux carburants et l’a appelé « système à bi-carburation » ; il présente ainsi une fonction hautement innovante qui n’existe pas sur les véhicules à pile à combustible ».