Le renouveau du moteur thermique
 
Des générations de brillants ingénieurs motoristes ont poussé les performances des moteurs thermiques vers des sommets en couple et puissance spécifiques.  Mais l’automobile, compte-tenu des contraintes environnementales et énergétiques qui constituent durablement sa feuille de route, s’éloigne de plus en plus des circuits de Formule 1. Cela sonne-t-il pour autant le glas du moteur thermique?  Bien au contraire.

En effet, la réglementation européenne qui impose une limite de 120 +10 grammes de CO2 par kilomètre à la production automobile à partir de 2012 ne porte pas uniquement sur des véhicules de niche, mais bien sur la masse des productions de nos constructeurs. Atteindre cet objectif sans le concours de moteurs thermiques à combustion interne de très haut rendement n’est absolument pas envisageable. Mais cela relève-il seulement d’une démarche d’évolution du moteur par progrès incrémental ou bien d’un véritable changement de cap ?

On critique à juste titre le très mauvais rendement, de 10 à 20%, du moteur thermique dans les conditions d’usage habituelles de l’automobile à charge partielle. Ce rendement « à la roue » résulte d’une cascade de pertes entre le processus de combustion (dont le rendement de l’ordre de 50% n’est pas si mauvais) et la roue. Les développeurs de technologies alternatives, telle que la pile à combustible, sont soumis aux mêmes contraintes qui sont le fait de l’usage du véhicule et pas celui du convertisseur d’énergie. Les ingénieurs ont déjà mis en œuvre des procédés tels que le downsizing, l’hybridation pour améliorer la situation, mais les bases du moteur thermique n’ont pas vraiment été remises en question.

Quand on constate que la fonction de « range extender » d’une motorisation électrique est confiée à un moteur thermique de type groupe électrogène de chantier, on imagine sans peine le potentiel considérable d’innovation que cette fonction pourrait stimuler. Ne faudrait-il pas revisiter la micro turbine à combustion, le moteur 2 temps à injection, pousser les feux de la combustion homogène pour ne citer que ces 3 technologies? L’électrification du GMP n’offre-t-elle pas au moteur thermique une nouvelle page blanche pour des innovations de rupture ?

La crise de 2008 – 2009, en imposant une gestion de survie, a malheureusement forcé certains constructeurs à des coupes dans les secteurs de R&D, ce qui est la pire des options pour l’avenir. Inversement, une sortie de crise crée une situation de sprint favorable à ceux qui ont pu maintenir, voire amplifier, leur dynamique d’innovation, gage d’une place sur le podium.
 

Conférence Internationale et Exposition : Motorisation Diesel, face au défi de la compétitivité /  Diesel Engines, facing the competitiveness challenges – 26 et 27 Mai 2010 - INSA – Rouen

Le marché des véhicules (automobiles et poids lourds) traverse aujourd'hui un contexte économique en mutation. Les enjeux liés au réchauffement climatique ne pourront pas être totalement pris en compte sans envisager dans le futur des évolutions significatives de la mobilité individuelle notamment dans les pays émergents. Ce contexte représente une opportunité pour tous les ingénieurs et les scientifiques impliqués dans la recherche de solutions innovantes, techniquement, économiquement et adaptées aux nouveaux marchés. En affichant des consommations de carburant faibles et en surmontant ses principaux défauts, le moteur diesel est considéré, notamment en Europe, comme l'un des convertisseurs basses émissions de CO2 de l'avenir. Ces progrès se sont toutefois effectués au prix d'une complexité technologique toujours croissante, en particulier pour réduire les émissions de polluants sans sacrifier les avantages de rendement inhérents au diesel. De nouvelles approches vont être nécessaires pour poursuivre le développement de ces moteurs en contribuant au respect croissant de l'environnement et au meilleur rapport entre le coût et la valeur pour le client y compris dans les marchés automobiles hors de l'Europe.
 
The vehicles’ market (cars and trucks) is today crossing an economic context in mutation. Stakes linked to global warming will not be able to be completely taken into account without thinking in the future significant evolutions of individual mobility notably in the emergent countries. This context represents an opportunity for all engineers and scientists involved in the research of innovative resolutions, technically, economically and adapted to the new markets. By showing weak consumption of combustible and overcoming its main defects, the diesel engine is considered, notably in Europe, as one of the low CO2 emitting converter of the future. This progress was nevertheless made at the cost of an always growing technological complexity, particularly to reduce the pollutants emissions without sacrificing the advantages of inherent high efficiency of the diesel. New approaches are going to be necessary to follow the development of these engines by contributing to the growing environment respect and in the best report between the expense and the value for the customer including in the automotive markets out of Europe.
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09 Mars		11ème Cycle de conférences « Utilisation rationnelle de l’énergie dans les moteurs à combustion interne et environnement » - CNAM, Paris Conférence n°1 : L’avenir des véhicules à motorisation thermique Détails
16 Mars		11ème Cycle de conférences « Utilisation rationnelle de l’énergie dans les moteurs à combustion interne et environnement » - CNAM, Paris Conférence n°2 : Les véhicules décarbonés Détails
23 Mars		11ème Cycle de conférences « Utilisation rationnelle de l’énergie dans les moteurs à combustion interne et environnement » - CNAM, Paris Conférence n°3 : Performance des turbocompresseurs aux basses vitesses de rotation Détails
30 Mars		11ème Cycle de conférences « Utilisation rationnelle de l’énergie dans les moteurs à combustion interne et environnement » - CNAM, Paris Conférence n°4 : L'électrification du moteur à allumage commandé Détails
1er Avril		Atelier «  La réduction de modèles » Le principal challenge auquel est confronté aujourd’hui l’ingénieur-concepteur de produits techniques est celui de la complexité. Pour délivrer les prestations attendues, un produit technique ne peut plus être conçu comme un assemblage de composants ou de sous-systèmes indépendants mais doit être considéré comme un tout, dès les phases amont du processus de conception. A cet égard, le concepteur de produits techniques complexes devient une sorte d’architecte-intégrateur. Cette évolution fait glisser la valeur ajoutée du processus de conception des phases aval de conception détaillée des composants et des sous-systèmes vers l’amont du cycle. A tout moment du cycle de conception, il devient nécessaire de pouvoir intégrer le produit, d’abord virtuellement sur base de modèles simples ou provenant de projets antérieurs, puis sur base de modèles de plus en plus détaillés, qui sont finalement remplacés par des composants physiques. Comme les produits sont aussi de plus en plus des systèmes mécatroniques, il faut aussi être capable de combiner les modèles des organes à ceux des systèmes de commande. Répondant à cette évolution, les techniques de simulation « système » ou « 1D » apportent une vue multi-domaines, multidisciplinaire et multi-échelles du produit. Si le passage du simple au compliqué est aujourd’hui bien établi, la problématique inverse de la réduction de la complexité des modèles l’est moins. L’objet de l’atelier sera de mettre en lumière des problèmes liés à l’identification de modèles de dynamique non linéaire, qu’ils soient « 3D » ou « 1D », afin de remplacer ces modèles par des modèles plus rapides à évaluer (numérisation de modèles boîtes noires) ou pour les simplifier en éliminant une partie de la dynamique. Détails
19-20-21 Mai		International Conference : ERTS2 Embedded Real Time Software and System 2010 - Palais des Congrès - Pierre Baudis - Toulouse ERTS2 is a unique European cross sector event on Embedded Software and System, which brings together actors and decision makers who are at the forefront of technological progress with software and electronic, embedded systems. ERTS2 is a high-level scientific conference. The programme committee is chaired by Jean-Claude Laprie, winner of the 2009 Grand Prix in Informatics of the French Academy of Sciences. The 2010’s edition, renamed ERTS2, opens its doors to all industrial sectors, not limited to transports, involving Embedded Systems: Healthcare and home appliance, Energy management, Telecommunications including wireless connectivity, Industrial control, Defence… The ERTS2 2010 congress and its associated exhibition provides an opportunity for more than 800 participants, engineers, researchers, technicians, academics, and journalists to communicate and exchange information about their different fields of activity. Details
26-27 Mai		Conférence Internationale et Exposition : Motorisation Diesel, face au défi de la compétitivité - INSA – Rouen Details
28-29 Mai		Journées Jeunes SIA/ Trophée SIA - Circuit de Versailles Satory Valoriser l’industrie automobile auprès des jeunes, favoriser la rencontre entre les étudiants et les entreprises du secteur, présenter les dernières avancées en matière d’optimisation énergétique et de nouvelles énergies, faire découvrir aux industriels les véhicules et projets développés par les étudiants des écoles d’ingénieurs et universités pour le Trophée SIA, tels sont les objectifs des premières Journées Jeunes SIA. En plus des épreuves du Trophée SIA qui mettront aux prises les véhicules réalisés par des équipes d’étudiants, privilégiant les innovations et les performances énergétiques, se tiendra une exposition permettant aux écoles, participant ou non au Trophée, de présenter des projets ou des réalisations. Une exposition également ouverte aux constructeurs et équipementiers automobile qui y feront découvrir leurs dernières avancées en matière de mise en œuvre de nouvelles sources d’énergie et d’optimisation de la consommation des véhicules. Détails
09-10 Juin		Congrès international : CARROSSERIE ET PLASTIQUE - Composites et Polymères à haut module - École des Mines de Douai Le concept automobile est entré dans une phase de changement majeur généré par l'apparition des moteurs électriques. Parallèlement, les clients futurs souhaiteront des véhicules plus originaux et plus personnalisés. Il en résultera des produits très différents, très diversifiés et fabriqués en plus petites séries. Les designers et les concepteurs vont, bien sûr, profiter de cette nouvelle liberté. Les polymères joueront un rôle plus important que jamais en carrosserie automobile. Ce congrès permettra de faire le point sur cette mutation et ses conséquences. Détails