Le turbo décrypté

Technologie et performance à la loupe

Introduction

Vous le savez, WOT incarne la passion pour la performance et l’innovation. Au cœur de cette démarche se trouve le turbocompresseur, un dispositif qui permet d’exploiter l’énergie des gaz d’échappement pour augmenter la densité d’air admise et, par conséquent, la puissance du moteur. Cet article retrace l’histoire du turbo, détaille son fonctionnement et explore les principales variantes – du modèle à géométrie fixe aux systèmes les plus avancés comme le turbo variable, le twin-scroll, le bi-turbo et l’e-turbo – tout en expliquant pourquoi cette technologie représente un véritable levier de performance pour WOT.

L’histoire du turbo

L’aventure du turbo commence au début du XXe siècle avec l’ingéniosité d’Alfred Büchi, un ingénieur suisse qui imagina qu’il était possible d’utiliser l’énergie contenue dans les gaz d’échappement pour comprimer l’air entrant dans le moteur. Initialement développée pour compenser la baisse de densité de l’air en altitude dans les moteurs d’avions, cette innovation se répandit rapidement dans les secteurs maritime et automobile. L’idée de Büchi fut le point de départ d’une révolution technologique qui allait permettre de réaliser des gains de puissance considérables tout en optimisant l’efficacité énergétique.

Le fonctionnement d’un turbo

Le principe de base du turbocompresseur repose sur deux éléments essentiels, reliés par un arbre commun. D’un côté, la turbine, entraînée par les gaz d’échappement, capte une partie de l’énergie perdue pour la transformer en mouvement rotatif. De l’autre, le compresseur, qui, grâce à cet arbre, aspire et comprime l’air ambiant avant de l’injecter dans le moteur. Ce processus de suralimentation permet d’augmenter la quantité d’air dans les cylindres, améliorant ainsi la combustion et la production de puissance. En optimisant la densité de l’air admise, le turbo offre l’avantage d’une meilleure performance sans nécessiter une augmentation de la cylindrée, une caractéristique particulièrement appréciée dans un contexte de miniaturisation et de recherche d’efficacité.

Les différents types de turbo

Turbo à géométrie fixe

Le turbo à géométrie fixe est le modèle le plus traditionnel. Sa conception repose sur une turbine dont la configuration ne change pas, offrant une solution simple et éprouvée. Bien que cette approche permette déjà un gain notable en puissance, elle nécessite un compromis entre réactivité et capacité maximale, ce qui limite parfois son adaptabilité à différentes conditions de conduite.

Turbo à géométrie variable (VGT/VNT)

Pour répondre aux exigences d’une conduite toujours plus dynamique, les ingénieurs ont développé le turbo à géométrie variable. Ce système intègre des aubes mobiles dans le carter de la turbine qui s’ajustent en fonction du régime moteur. Grâce à cette adaptation, le turbo variable réduit le fameux “turbo lag” et offre une réponse optimale tant à bas qu’à haut régime. Cette technologie, initialement réservée aux moteurs diesel, trouve désormais sa place sur des motorisations essence haut de gamme. La Porsche 911 Turbo (997) a été le premier modèle de série à en bénéficier, intégrant des turbocompresseurs à géométrie variable développés en collaboration avec BorgWarner.

Turbo Twin-Scroll

Le turbo twin-scroll se distingue par sa capacité à mieux exploiter les pulsations d’échappement. En séparant les gaz issus de groupes spécifiques de cylindres grâce à une conception à double entrée, ce système optimise la montée en régime et offre une courbe de puissance plus homogène. La gestion distincte des flux améliore significativement la réactivité du moteur, ce qui est particulièrement recherché par les amateurs de sensations sportives.

Bi-Turbo, Tri-Turbo

Il existe plusieurs approches pour la suralimentation multi-turbo, allant du bi-turbo classique au tri-turbo assisté électriquement, chacune offrant des avantages spécifiques en matière de performance et de réactivité.

Le bi-turbo en parallèle est le plus simple : chaque turbo alimente un banc de cylindres distinct, ce qui permet d’améliorer la réactivité en utilisant des turbocompresseurs plus petits et plus légers. Cette configuration est courante sur les moteurs en V, comme ceux des BMW M5, Audi RS6 ou encore des E63 AMG.

Le bi-turbo séquentiel, quant à lui, optimise la montée en puissance en activant un petit turbo à bas régime pour limiter le “turbo lag”, avant qu’un second, plus gros, prenne le relais à haut régime. Ce système permet d’obtenir une poussée progressive et efficace sur toute la plage de régime. Des modèles comme la Toyota Supra 2JZ-GTE ou encore la Porsche 959 ont été parmi les premiers à utiliser cette technologie.

Le tri-turbo, utilisé notamment par BMW sur son M50d, va encore plus loin en intégrant un troisième compresseur électrique. Celui-ci élimine totalement le temps de réponse à bas régime avant de laisser place à deux turbos classiques. Cette approche garantit une réactivité immédiate et une puissance constante, tout en améliorant le rendement énergétique.

Petite anecdote : chez BMW, le choix des mots est stratégique, et peut prêter à confusion. Sur le cache moteur, l’inscription “TwinPower Turbo” pourrait laisser penser à un moteur équipé de deux turbocompresseurs. En réalité, cette appellation désigne un turbo unique à double entrée (twinscroll), optimisé pour améliorer la réactivité et le couple. À l’inverse, lorsqu’un moteur est réellement doté de deux turbos, BMW utilise l’appellation “TwinTurbo Power”, une nuance subtile, mais essentielle pour distinguer ces configurations.

E-Turbo (Turbo assisté électriquement)

L’e-turbo est une évolution majeure des turbocompresseurs, intégrant un moteur électrique pour éliminer le turbo lag et optimiser la pression de suralimentation dès les bas régimes. Contrairement aux turbos classiques qui dépendent uniquement des gaz d’échappement, l’e-turbo utilise l’électricité pour faire tourner la turbine instantanément, garantissant une réactivité immédiate et une puissance linéaire. En plus d’améliorer la réactivité, cette technologie optimise l’efficacité énergétique en réduisant la consommation de carburant et en prolongeant la durée de vie des composants. Bien que relativement récente, cette technologie a déjà trouvé sa place sur plusieurs modèles de pointe. Mercedes-AMG a été l’un des premiers constructeurs à l’adopter sur son moteur 2.0L turbo de l’AMG C43 et C63, développé en collaboration avec Garrett.

Conclusion 

Contrairement aux moteurs atmosphériques, dont le potentiel d’optimisation reste limité, les blocs turbocompressés offrent un large champ d’amélioration grâce à la gestion fine de la pression de suralimentation à travers les cartographies moteur et des tolérances mécaniques.

Chez WOT, nous exploitons chaque moteur à son plein potentiel en adaptant nos reprogrammations aux caractéristiques spécifiques de chaque véhicule. Que ce soit pour une conduite plus dynamique ou une préparation orientée performance, notre approche garantit une montée en puissance maîtrisée, optimisant à la fois la réactivité, le couple et l’efficacité énergétique, tout en préservant la fiabilité des composants et les normes d’émission en vigueur.