Système SKY de Mazda, une consommation réduite d’au moins 23% ?

La réputation des ingénieurs de Mazda n’est plus à faire. En effet, au cours des dernières années, ils nous ont impressionnés en développant des voitures originales offrant un agrément de conduite supérieur à la moyenne. De plus, ce sont les seuls à avoir maîtrisé le moteur rotatif Wankel qui est toujours offert sur la RX8, une intéressante sportive quatre places. En plus, depuis le lancement de la première Mazda6 en 2002, ils ont incorporé dans la voiture la philosophie Vroom Vroom qui est de privilégier l’agrément de conduite en plus des autres qualités inhérentes que sont la sécurité, l’environnement et la consommation. Puis, en 2007, on a poursuivi cette philosophie lorsqu’on a procédé au développement de la seconde génération de la Mazda6 dévoilée l’année suivante.

Malgré tout, on reconnaissait chez Mazda que la consommation de carburant n’était pas aussi bonne qu’elle aurait du  être. Si bien que l’on a mis sur pied le projet SKY à la fin de 2006 pour permettre à Mazda d’offrir une consommation réduite d’au moins 23 % d’ici 2015 par rapport à l’année cible 2008. Nous avons eu l’occasion de prendre connaissance de cette nouvelle technologie et même de conduire des prototypes des voitures qui seront commercialisées avec le système SKY en 2011 pour le moteur à essence et 2012 pour le diesel.

La simplicité d’abord

Certains autres constructeurs se seraient empressés de développer des voitures hybrides afin de réduire la consommation de carburant et facilement atteindre les objectifs ciblés. Mais, selon Kiyoshi Fujiwara, le responsable des groupes propulseurs chez Mazda, cela aurait nécessité le développement de voitures onéreuses qui n’auraient réglé qu’une partie du problème. En redéfinissant les moteurs utilisés sur la plupart des modèles Mazda, cela permet de rendre service à la grande majorité des clients et non pas à une minorité.

Les ingénieurs ont donc concentré leurs efforts sur deux moteurs, un moteur atmosphérique de 2,0 litres et un diesel de 2,2 litres. En plus, ils ont procédé au développement de deux transmissions, une manuelle à six rapports et une automatique à six rapports également. Il faut souligner que tous ces éléments mécaniques ne font pas appel à des matériaux exotiques ou onéreux tandis que la conception mécanique n’utilise aucune technologie complexe. Les ingénieurs d’Hiroshima au Japon et du centre de recherche de Mazda à Francfort en Allemagne ont concentré leurs efforts à réduire le poids des composantes mécaniques, à réduire la friction interne et à optimiser le rendement du moteur. Et comme on va le voir un peu plus tard, les solutions pour le moteur diesel et le moteur à essence sont à la fois semblables et différentes à la fois.

C’est ainsi qu’on a mis au point un moteur à essence dont la consommation de carburant est équivalente à celle du moteur Mazda diesel actuel tandis que le moteur diesel SKY assurera une réduction de carburant de 20 % par rapport au moteur diesel actuel. De plus, le nouveau moteur SKY diesel n’a pas besoin d’accessoires post combustion comme un second pot catalytique et l’injection d’urée pour respecter les normes d’échappement européennes et américaines.

Efficacité

Pour rencontrer ces objectifs fort ambitieux, les ingénieurs ont opté pour une révision du moteur et de son fonctionnement. Dans le cas du moteur à essence, ils ont augmenté le taux de compression qui est maintenant de 14 :1 pour l’Europe et de 12 :1 pour l’Amérique en raison de l’absence de carburant RON 95 sur notre continent. Ceci a permis d’augmenter le couple du moteur. En plus, les ingénieurs ont fait appel à un alésage plus petit et une course plus longue afin d’évacuer les gaz d’échappement plus rapidement et réduire la surcharge thermique dans la chambre de combustion. L’utilisation de l’injection directe permet également de réduire la température dans la chambre de combustion. Pour la même raison, les ingénieurs ont développé un système d’échappement 4-2-1.

Pour le moteur diesel, les responsables ont adopté une technologie différente de celle des diesels traditionnels en réduisant le taux de compression qui est seulement de 14 :1, soit le même qu’avec le moteur à essence. L’utilisation de l’injection par des injecteurs piezo, des têtes de pistons plus efficaces et une meilleure répartition du carburant assurent efficacité et économie de carburant. De plus, un calage variable des soupapes d’échappement permet également de réduire la consommation et prévient la détonation. Le fait d’utiliser un taux de compression bas permet de faire appel à ces composantes plus légères qui sont souvent interchangeables avec celles du moteur à essence. Incidemment, ces deux moteurs ont tellement de similitudes qu’ils sont produits sur la même chaîne d’assemblage. Enfin, ces deux moteurs utilisent des vilebrequins, des pistons et des bielles plus légers tandis que le bloc moteur en aluminium apporte également une réduction de poids.
Dans le système SKY, c’est la transmission automatique qui est la pièce de résistance. La boîte manuelle est plus légère, plus raffinée et plus simple sur le plan mécanique mais elle n’apporte pas des solutions techniques innovatrices. En fait, les ingénieurs ont amélioré le passage des rapports et rend les synchronisation plus douces. En fait, c’est la boîte de la MX-5 qui a servi de référence.

Quant à la transmission automatique, on a voulu combiner le douceur des boîtes CVT et la rapidité de celles à double embrayage. Les ingénieurs ont concerté leurs efforts sur le convertisseur de couple qui possède dorénavant quatre plaques de pression au lieu d’une et un système hydraulique entièrement révisé en plus de placer le module électronique de contrôle dans le carter même. Cette application permet une réaction très rapide de la transmission tandis que le convertisseur de couple est doté d’un amortisseur interne qui absorbe l’énergie provoquée lors du verrouillage de celui-ci.

Le système SKY fait également appel à une plate-forme tout nouvelle qui a été allégée par l’utilisation d’éléments plus simples mais également plus forts. En outre, afin d’obtenir rigidité et légèreté, on a installé des renforts en forme de trident placés sous la caisse.

Constat d’efficacité

En général, lorsque de nouvelles technologies nous sont présentées, il n’y a pas d’essai routier ou cela se résume à une simple promenade autour du bloc ou d’une courte piste d’essai. Comme Mazda ne fait rien comme les autres, nous avons été en mesure de conduire chaque combinaison  mécanique possible sur une distance chaque fois d’environ 30 km.

On avait donc mis quatre Mazda 6 de développement à notre disposition, soit une version à moteur à essence avec boîte manuelle ou automatique et une combinaison similaire avec le moteur diesel. Et ces Mazda  6 étaient dotées de la carrosserie actuelle mais possédaient la plate-forme de la prochaine génération ce qui explique les pièces de carrosserie maintenues par des rivets aux ailes avant et les allonges entre le capot et le pare-brise. De plus, dans l’habitacle, le klaxon est remplacé par un bouton monté sur le tableau de bord, les essuie-glaces ne sont pas intermittents tandis qu’il faut neutraliser les clignotants nous-mêmes Pour le reste, tout est comme une Mazda6 régulière, sauf qu’il s’agit de voitures dotées de la conduite à droite…

Quant au compte rendu de nos quatre ballades d’essai, c’est assez simple à résumer. En premier, les passages des rapports de la boîte automatique sont non seulement très doux, mais très rapides. Même si ce n’est pas un essai exhaustif, cette transmission livre ses promesses. Et c’est encore plus évident avec le moteur diesel. En effet, compte tenu du couple élevé de ce type de moteur, il y a des à-coups lorsqu’on change de rapports avec les transmissions traditionnelles. Mais avec la boîte SKY, tout s’effectue en douceur. Et la même chose avec la boîte manuelle dont les synchro sont d’une grande douceur et la course du levier courte et précise.

Le moteur à essence de 2,0 litres propose des accélérations très linéaires. On croirait qu’il y a un compresseur qui y est boulonné, mais ce n’est pas le cas. Mazda n’a pas dévoilé la puissance ou le couple de ces nouveaux moteurs, mais autant les accélérations et les reprises nous font croire que la cylindrée de ce moteur est quasiment le double. Même à des vitesses d’environ 200 km/h, les tests ont été effectués en banlieue de Berlin en Allemagne, le moteur est d’une grande douceur et il y en a toujours sous la pédale même en sixième.

Le moteur diesel m’a semblé un peu plus rugueux qu’un moteur TDI de même cylindrée proposé par Volkswagen, mais la différence est très faible. Mais lorsqu’on monte en régime, il est plus silencieux. Comme le taux de compression est plus faible que la moyenne des moteurs diesels, le régime maximal est plus élevé, soit 5200 RPM alors que la moyenne est généralement la moitié de ce maximum.

Lors de ces boucles d’essai, les ingénieurs de Mazda ont enregistré notre consommation qui était d’environ de 4,8 litres au 100 km avec le diesel et de 5,4 litres avec le moteur à essence. Ce qui est d’autant plus impressionnant que nous avons réalisé des pointes de vitesse de tout près de 200 km/h sur l’autobahn. Quant à la nouvelle plate-forme, elle nous est apparue plus rigide que celle de la Mazda6 actuelle, les freins sont plus puissants et très progressifs tandis que la direction à assistance électrique devient ferme à haute vitesse.

Les premiers modèles incorporant la technologie SKY seront commercialisés en 2011. Et au fil des années, elle sera appliquée à l’ensemble des véhicules Mazda. En plus, la technologie i-Stop coupant le moteur à l’arrêt et des freins régénératifs   seront également intégrés. Puis d’ici 2020, Mazda va proposer des modèles à propulsion hybride, des véhicules plug-in et des voitures électriques. Mais la majeure partie de ses modèles sera propulsée par des moteurs de technologie SKY qui serviront de base à tout ce système.