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Historique de la suralimentation par turbosoufflante à gaz d’échappement

L’évolution du turbocompresseur des origines à nos jours

1885
L’histoire de la suralimentation est presque aussi ancienne que celle des moteurs à combustion. Déjà Gottlieb Daimler (1855) et Rudolf Diesel (1896) ont tenté d’augmenter la puissance du moteur et de réduire la consommation de carburant par la pré-compression de l’air amené au moteur.
1905
Patent-Zeichnung Büchi
Dès 1905, le Suisse Alfred Buchi (né le 11 juillet 1879, mort le 27 octobre 1959) a inventé le " turbocompresseur à gaz d’échappement" (CH 35 259 A).

Dans ce brevet, on décrit la façon dont on peut obtenir dans un moteur à piston, par l’énergie des gaz d’échappement du moteur, une amélioration du débit du mélange air-carburant et donc de la puissance.
A cet effet, une turbine (g) est entraînée par l’énergie cinétique des gaz d’échappement au moyen d’un rotor (b). Cette turbine agit alors comme pré-compresseur pour le mélange air-carburant entrant dans les cylindres (a) au moyen d’un dispositif de refroidissement (k).
1910
Le premier moteur suralimenté a vu le jour en 1910. Il s’agissait d’un moteur rotatif deux temps et a été construit par Murray-Willat. Par la suralimentation, on a obtenu la possibilité de compenser sur les moteurs de véhicules les pertes de puissance dues à la densité d’air décroissante à des altitudes assez élevées.
1919
En 1919, l’entreprise américaine General Electric a aussi testé avec succès un turbocompresseur sur le moteur d’un véhicule (Leperevéhicule à deux étages Liberty). On a établi en même temps un nouveau record mondial de vol en altitude au-dessus de 28.500 pieds.


Article du New York Times© (PDF)
1925
En 1925, le Suisse Alfred Buchi (né le 11 juillet 1879, mort le 27 octobre 1959) a réussi la première application de la suralimentation à gaz d’échappement avec une amélioration des performances de plus de 40 %. Dès lors a commencé l’introduction progressive de la suralimentation à gaz d’échappement.
1938
Pour commencer, les premiers turbocompresseurs utilisés au plan commercial sont limités à des applications pour de très gros moteurs, comme par exemple des moteurs de bateau. Sur des roues, l’utilisation de turbocompresseurs a commencé dans le secteur des véhicules utilitaires. Ainsi, la fabrique de machines suisse Saurer a lancé sur le marché en 1938 le premier moteur diesel de véhicule utilitaire avec turbocompresseur à gaz d’échappement.
1962
Dans les années 1962/63, les premières voitures de série ont été équipées d’une suralimentationr à gaz d’échappement aux Etats-Unis sur les modèles Chevrolet Corvair Monza et Oldsmobile Jetfire. En raison du taux de compression élevé de 10.25:1, le moteur avait tendance très facilement à provoquer des auto-allumages (cliquetis), ce qui a poussé Oldsmobile à intégrer une injection d’eau.
Par l’injection d’un mélange eau-alcool méthylique ("Turbo Rocket Fluid"), on a pu éviter le cliquetis. Cependant, comme la plupart des conducteurs n’avaient aucune envie de remplir régulièrement le réservoir d’injection d’eau, un grand nombre des véhicules ont subi des dégâts sur le moteur et le turbocompresseur.
1973
Entraînée par la crise pétrolière en 1973, l’utilisation commerciale des turbocompresseurs s’est imposée pour les moteurs diesel. Des frais d’investissement initiaux pour des moteurs suralimentés ont pu être amortis alors par une économie de carburant. Lorsque la législation sur les produits polluants a été renforcée à la fin des années 80, cette tendance s’est poursuivie. Aujourd’hui, pratiquement tout moteur de véhicule utilitaire est suralimenté.
Williams Honda FW11
Dans les années 70, le moteur turbo a bénéficié d’une grande popularité par l’introduction du turbocompresseur dans la Formule 1. Toujours est-il qu’on a pu augmenter la puissance du moteur jusqu’à environ 1500 ch, ce qui correspondait au triple de l’ancienne puissance. Les années 70 ont marqué également le démarrage de la production en série pour des moteurs à allumage commandé suralimenté en Europe. Ainsi, BMW a été le premier fabricant en Allemagne à lancer en 1973 la Turbo 2002 sur le marché. Une grande puissance de moteur, mais également une consommation de carburant élevée, associée avec une fiabilité seulement faible, ont entraîné un arrêt rapide de cet épisode.
1978
Mercedes Benz 300 SD
En Allemagne, on a assisté également à la percée de la suralimentation à gaz d’échappement dans le secteur des voitures diesel avec le démarrage en série de la Mercedes Benz 300 en 1978 et en 1981 sur la Golf Turbodiesel VW. Les faiblesses des moteurs diesel, telles que l’établissement lent du régime et une faible puissance, ont été éliminées pour les petites cylindrées par la suralimentation à gaz d’échappement. Le moteur diesel devient de plus en plus intéressant par la suralimentation par turbosoufflante pour la production des voitures de tourisme.
1990
Après la fascination du turbo dans les premières années, le turbocompresseur, qui vantait tous ses mérites, s'est transformé en petit assistant à qui nous devons aujourd’hui la réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO2) et le ménagement de l’environnement. Au cours des dernières années, les moteurs à allumage commandé avec turbocompresseur à gaz d’échappement n’ont pas arrêté d’être lancés sur le marché en série. Là aussi, les avantages suivants sont prépondérants :
  • Puissance élevée pour une faible cylindrée (Downsizing)
  • Faible encombrement pour des conditions de montage restreintes
  • Couple supérieur à de faibles régimes
  • Plus faible dégagement de bruit
  • Consommation de carburant spécifiquement avantageuse
La raison principale de l’utilisation de la suralimentation par turbosoufflante à gaz d’échappement est aujourd’hui la réduction de la consommation et des émissions polluantes.
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