Pourquoi les moteurs vont consommer un peu d’eau

Pourquoi les moteurs vont consommer un peu d’eau


Si le moteur à eau relève de l’utopie, mélanger ce liquide aux vapeurs d’essence permet de diminuer la consommation et la pollution. Testé sur la M4 GTS forte de 500 chevaux, le système Bosch débarquera sur des BMW plus modestes courant 2019.

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Injecter de l’eau dans un moteur pour économiser de l’essence ? On pourrait croire à une plaisanterie si l’affirmation ne recevait la caution de noms aussi prestigieux que ceux du motoriste BMW et de l’équipementier Bosch. De fait, la BMW M4 GTS est la première auto de série au monde à aspirer de la vapeur d’eau en même temps qu’un mélange d’air et d’essence. Oh ! A peine quelques millilitres d’eau par centaine de kilomètres parcourus. C’est suffisant, prétendent les ingénieurs allemands, pour économiser 4 % de carburant et de CO2 en moyenne sur le cycle normalisé WLTP, et davantage en conditions réelles de conduite (jusqu’à 13 %).


Introduit en 2016 sur le modèle le plus puissant et le plus exclusif de la Série 4 (forte de 500 chevaux, la M4 GTS est vendue au prix de 149.900 euros), ce système Waterboost breveté par Robert Bosch GmbH devrait être introduit sur des BMW à diffusion plus large dans le courant de l’année 2019. En effet, le constructeur laisse entendre que l’injection d’eau convient aussi bien à de modestes 3-cylindres qu’à un gros 6-cylindres surpuissant. Tout est question de rendement thermique, de taux de charge et de suralimentation.

Qui l’eût cru ? Une part de l’essence sert à refroidir le moteur

Revenons aux fondamentaux. Pour gagner des chevaux, les motoristes ont recours au compresseur qui sert à gaver le moteur en air et en essence. Résultat, à puissance égale, on peut diminuer la taille du moteur.




Mais comprimer l’air l’échauffe, tant et si bien que l’essence arrive à s’enflammer à son seul contact, sans attendre l’étincelle à la bougie (auto combustion ou cliquetis). Voilà qui fait désordre.

Le remède immédiat consiste à diminuer la pression de suralimentation et le taux de compression du mélange. Mais puissance et rendement thermique s’en ressentent alors. En compétition, les préparateurs ont recours depuis des dizaines d’années à des carburants exotiques, à très fort taux d’octane, dont la vaporisation absorbe davantage de calories que le supercarburant du commerce : méthanol et éthanol.

Il n’était pas question pour BMW d’exiger de ses clients qu’ils abreuvent leur M4 GTS en méthanol ou en éthanol : on n’en trouve pas à la station du coin. Pas question non plus d’abuser de la stratégie qui consiste à injecter un surcroît d’essence pour refroidir les chambres de combustion. Le 6-cylindres 3.0 biturbo de la BMW M4 y a déjà recours (comme nombre de moteurs suralimentés à essence, lorsqu’ils fonctionnent sous forte charge) mais pour passer de 431 chevaux à 500 chevaux, la consommation de carburant et les émissions de CO2 se seraient envolées au-delà du raisonnable.

Refroidir le mélange pour mieux exploiter le turbo


Au lieu de cela, les motoristes de BMW ont essayé puis adopté le système Waterboost de Bosch. L’injection de fines gouttelettes d’eau dans la tubulure d’admission permettrait d’abaisser de 25°C la température du mélange admis, par le simple effet de vaporisation. C’est le même effet qui fait frissonner le baigneur au sortir de la piscine en plein été.

Moins chaud, l’air conserve une densité supérieure qui renforce l’effet de gavage du compresseur qui souffle plus fort de 0,2 bar. En conséquence, le rendement thermique augmente, la consommation diminue, le seuil de cliquetis est repoussé et le point d’allumage peut être avancé. Le cercle vertueux, en somme.

La technique du dopage à l’eau ne sert pas uniquement les fortes puissances. En 2015, BMW avançait des gains significatifs pour son prototype de moteur 3-cylindres 1.5 turbo à essence : consommation en baisse de 8 %, malgré une puissance en hausse de 10 % (218 chevaux). Mieux, le constructeur constatait une réduction sensible des émissions d’oxydes d’azote.

Les amendes CO2 rentabilisent le coût du dopage à l’eau


Face à tous ces avantages, on se demande pourquoi les constructeurs n’ont pas adopté plus tôt le dopage à l’eau, utilisé sur certains moteurs d’avion alimentés au méthanol durant la Seconde Guerre Mondiale.

Comme toujours, la réponse tient en un équilibre délicat entre coût et fiabilité. Le renforcement de la taxation des émissions de CO2 permet de rentabiliser un système tel que le Waterboost de Bosch qui aurait été considéré comme superflu voici encore deux ans. Son surcoût reste difficile à estimer : de l’ordre de quelques centaines d’euros sur la BMW M4 GTS qui emporte un réservoir de cinq litres d’eau et sa pompe dédiée, ainsi que six injecteurs supplémentaires. Fort logiquement, la consommation varie en fonction de l’usage (conduite plus ou moins sportive). Le prix de revient devrait baisser avec la fabrication en série.

Des entreprises font confiance à Moteur.Bzh Eco-Leau, à l’image de COLAS & SCREG T.P. *(filiale du groupe 

Bouygues), du groupe AXIMA Réfrigération , ainsi que des Stés de Transports, Taxi, Ambulances, etc… , qui ont déjà adopté le kit pour équiper leur flotte de véhicules et quelques institutions publiques & Mairies …

Montage effectué sur le Site de Screg Heillecourt en 2013 sur un Master : Résultat, plus de 2.5 L de Gain aux 100 KM…

 

Par ailleurs, certains préparateurs ont vérifié à leurs dépens que l’eau n’est pas compressible : la vaporisation des gouttelettes doit être absolument garantie, au risque de voir l’eau s’accumuler et briser pistons et bielles. La puissance de calcul de l’électronique garantit une finesse dans le dosage qui n’existait pas même en rêve voici dix ans.

On se souviendra que Renault et Daimler, entre autres constructeurs se sont intéressés à l’injection d’eau pour en évaluer l’intérêt. Nul doute que leurs conclusions devront être réévaluées à l’aune du renchérissement du coût des systèmes de dépollution et des malus CO2 qui frappent le consommateur. Sans parler d’une taxation qui pourrait se baser à l’avenir sur les émissions de gaz polluants. Le potentiel de l’injection d’eau intéresse également le constructeur allemand MAN, qui l’adapte à ses gros moteurs Diesel marins.

Moteur Pantone et injection d’eau  : pas la même chose

L’injection d’eau, avenir du moteur
*Le kit #Hybride4All peut être installé en 1 à 2H sur la plupart des moteurs de base sans modification majeure :
Installation, Avantages du #Hybrid4All ,
http://hybrideaeau.fr/…/la-vapeur-eau-source-energie-hybri…/

HYBRIDEAEAU.FR
Dans un moteur à combustion interne, les deux tiers de l’énergie contenue dans le carburant sont transformés en chaleur. Une perte que les ingénieurs cherchent aujourd’hui à récupérer pour diminuer les consommations.#Hybride4All Injection de vapeur froide d’eau a l’admission d’air P…


Inventeur américain, Paul Pantone a donné son nom en 1980 au principe qu’il a breveté : exploiter la chaleur du système d’échappement du moteur pour vaporiser un mélange de supercarburant et d’eau (à hauteur de 80 %). On est loin des quelques centilitres qu’injecte le système H4All demoteur.Bzh. Le débat autour du moteur Pantone dure depuis des décennies : certains le considèrent clos, en raison de l’absence d’étude scientifique indépendante venant quantifier les bénéfices vantés (puissance en hausse, diminution de la pollution et de la consommation). D’autres préfèrent se laisser séduire par la théorie fantasque du complot ourdi par les sociétés pétrolières et les motoristes, pour étouffer les mérites du procédé et décourager ceux qui seraient tentés d’investir les sommes considérables que réclamerait son perfectionnement nécessaire.

Les quelques ingénieurs consultés à ce propos par Challenges balaient le procédé du revers. Leur argumentaire se limite à ce constat : l’idée de produire de l’énergie à partir de l’eau est séduisante mais si, finalement, le procédé consomme davantage d’énergie qu’il n’en produit, alors le système est vain. Les ingénieurs parlent d’un bilan énergétique absurde. Sans parler du fait que la température des gaz d’échappement du moteur sont bien inférieures à celles requises par les réactions chimiques invoquées par le système Pantone.


« De l’eau dans le gasoil ? » : de la légende à la réalité !

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Légende urbain, énième intox du « moteur à eau » ou technique trouvant des fondements scientifiques ? En 2008, Patrick Lefrère et Cyril Flouard entendent pour la première fois parler du « dopage à l’eau », technique qui permettrait d’augmenter l’efficacité des moteurs des voitures. Intrigués, les deux réalisateurs ont voulu en avoir le cœur net, multipliant les rencontres avec des inventeurs indépendants, des agriculteurs et des scientifiques aux quatre coins de la France. Les deux compagnons mènent une enquête de fond depuis des bricoleurs passionnés jusqu’aux plus grandes marques de voitures dans le monde, pour répondre à une question aux enjeux économiques et environnementaux importants. Le documentaire , porté par le collectif « Les zooms vert », est en libre accès sur YouTube. 


« Réunis par une même volonté de contribuer à une réflexion citoyenne pour réduire l’impact du transport sur l’environnement », Patrick Lefrère et Cyril Flouard n’avaient pas froid aux yeux, lorsqu’ils ont décidé de s’attaquer à « la légende des moteurs à eau », parfois également connue sous l’appellation de « moteur Pantone ». Une fois les fakes et autres théories bidons écartées, on découvre un socle expérimental sérieux mais méconnu. Se pourrait-il qu’en ajoutant un système d’injection d’eau à des moteurs classiques, les rendements d’une voiture soient augmentés et les pollutions diminuées ? Ils veulent en avoir le cœur net.

Une enquête de 4 ans !

Patrick, technicien audiovisuel depuis 2002, a toujours essayé de « faire des films pour que les citioyen.ne.s puissent vivre dan un monde meilleur »C’est dans le même esprit qu’il s’est lancé dans l’aventure avec Cyril Flouard, également en recherche d’informations sur le sujet. Avec nuance, en toute transparence et avec le soucis de présenter des éléments suffisamment solides pour alimenter leur propos de manière scientifique, les deux réalisateurs nous présentent une enquête aux multiples soubresauts, naviguant adroitement entre théories du complot et intérêts économiques industriels pour tenter d’approcher la vérité.

Au fil des mois, l’équipe se rend progressivement compte que le dopage à eau n’est pas un simple mythe. Une application technologique est possible, ce dont certaines personnes se sont rendues compte il y a déjà bien longtemps : en 1902, un ingénieur nommé Clergé déposait un brevet se fondant sur cette technique, car elle allongerait la durée de vie des moteurs. La clé ? Grâce à l’injection d’eau, la température de combustion du moteur est réduite, sa puissance et son rendement sont augmentés. L’eau ne remplace en aucun cas l’essence, mais son action permet d’augmenter les performances.

Plus récemment, de grandes marques se sont penchées sur la question. C’est ainsi que Renault possède un brevet depuis 2005 et qu’un moteur de Bosch employant cette technique est désormais monté sur la M4 GTS de BMW, une voiture de série de luxe. Bosch prévoit désormais la commercialisation de moteurs de ce type pour des voitures plus petites, estimant que les gains pourraient aller jusqu’à 13%.

Prototypage Bosch.« Questionner la mécanique profonde du monde de l’automobile »

« C’est un système qui marche et qui mérite d’être développé, notamment sur les voitures anciennes, pour limiter la pollutions des véhicules » commente Patrick Lefrère, qui reconnaît que beaucoup de personnes installent mal le système sur leur propre voiture, si bien que les résultats ne sont pas à la hauteur des espérances. Par ailleurs, il estime que l’idée devrait surtout être développée sur les moteurs ayant une charge importante, c’est à dire les tracteurs ou encore les véhicules de chantier. Mais si ce « moteur Pantone » permet bien de réduire de manière significative les émissions de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone, reste à savoir : pourquoi une telle technologie est-elle restée au placard si longtemps, et ne connaît qu’un regain d’intérêt si tardivement ?

Patrick Lefrère en est convaincu : « L’industrie ne cherche pas à faire des voitures performantes d’un point de vu environnemental.Cette industrie, explique t-il, est un mélange d’intérêts économiques, géopolitiques, et technologiques. À l’heure actuelle nous pourrions faire des voitures pouvant rouler avec 1 litre au 100 kilomètres. Mais aujourd’hui, on cherche à faire des voitures puissantes, confortables, sécurisées et avec beaucoup de gadgets et ça, ca consomme », lance t-il encore. Pas de complot donc, mais de simples logiques commerciales dans un monde capitaliste. Alors, faut-il, comme le suggère le réalisateur, « un débat citoyen et politique autour du sujet » ?

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