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Le secret du moteur révolutionnaire de Toyota pour résister aux voitures électriques : maîtriser la combustion de l'hydrogène

Toyota sport moteur hydrogène

Un chapitre important dans l'évolution des moteurs Toyota

Après des années de recherche et de développement, Toyota Motor Corporation vient d'ouvrir un chapitre important dans l'évolution de ses moteurs à combustion interne capables de fonctionner à l'hydrogène liquide et aux carburants synthétiques, le grand pari du géant automobile comme alternative aux moteurs 100 % électriques.

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Des avancées techniques pour une technologie complexe

Cette technologie complexe promet la combinaison parfaite d'efficacité et de puissance avec une réduction significative des émissions de CO₂, notamment grâce à deux avancées techniques clés que Toyota a utilisées pour développer ces nouveaux moteurs : des pistons avec des courses plus courtes et un rendement thermique supérieur pour maîtriser la combustion de l'hydrogène.

Tout sauf 100 % électrique : les moteurs à hydrogène de Toyota se rapprochent

Les voitures électriques n'ont jamais été le principal pari de Toyota en matière de mobilité et, même si l'entreprise japonaise n'a pas abandonné cette technologie (ni le développement des batteries à semi-conducteurs), elle continue de donner la priorité aux hybrides.

Des tests audacieux et des défis importants

De plus, la marque a commencé il y a trois ans à tester ce qui semblait alors être un pari avec très peu de chances de succès : une nouvelle génération de moteurs à combustion interne alimentés par de l'hydrogène liquide ou des carburants synthétiques.

Le PDG de l'époque, Akio Toyoda, a personnellement promu cette initiative en testant le système sur une voiture de course GR Corolla, non sans connaître plusieurs incidents de test. Ce type de technologie présente plusieurs défis importants, puisque, entre autres, l’hydrogène brûle plus rapidement et à une température plus élevée que l’essence.

toyota à hydrogène sur piste

Maîtrise de la combustion de l'hydrogène : un équilibre délicat

Ainsi, atteindre l’équilibre parfait entre puissance et efficacité, contrôler la température et l’injection de carburant est compliqué, mais essentiel pour que cela fonctionne. Et même si Toyota continue de garder une partie de son secret, son directeur technologique, Hiroki Nakajima, a fait la lumière lors d'une conférence qui a eu lieu le 28 mai dernier.

Nakajima assure que l'expérience de Toyota dans le développement de la voiture de course à hydrogène a été essentielle pour faire progresser les futurs moteurs de production, ce qui fait partie du plan à long terme de la marque. Ainsi, sa réussite dans la maîtrise de la combustion de l’hydrogène se traduira par bien plus qu’une simple Corolla ultra-rapide.

Deux des clés des moteurs Toyota : une efficacité thermique supérieure et des pistons à course plus courte

Étant donné que les nouveaux moteurs sont conçus pour fonctionner avec des moteurs électriques dans un système hybride, les ingénieurs pouvaient se permettre de réduire le couple du moteur et de laisser le moteur électrique compenser si nécessaire. "Cela pourrait être une solution révolutionnaire", a déclaré Nakajima, car selon lui, ces moteurs donnent "beaucoup de marge de manœuvre".

De plus, en utilisant des pistons avec une course plus courte que d'habitude, « une tâche extrêmement compliquée », l'efficacité est améliorée et une conception plus compacte est obtenue, a expliqué Nakajima. Toyota présente cela comme un « plus » car cela permettra une carrosserie plus basse et plus aérodynamique.

moteur à hydrogène toyota

Compréhension des nuances de l'efficacité thermique

Une autre des deux clés principales tirées d'années d'expérimentation avec la combustion de l'hydrogène sur les circuits de course "était une meilleure compréhension des nuances de l'efficacité thermique d'un moteur", qui mesure la quantité d'énergie transférée aux roues au lieu d'être perdue sous forme de chaleur, a dit Nakajima.

De nouveaux moteurs plus performants

Bien que les chiffres exacts n’aient pas été publiés, on s’attend à ce que ces nouveaux moteurs dépassent largement l’efficacité thermique des moteurs actuels. Pour nous remettre en contexte, les moteurs les plus efficaces atteignent aujourd'hui des taux d'efficacité thermique supérieurs à 40 %, même si les blocs réglés pour produire de l'électricité dans des configurations hybrides peuvent atteindre jusqu'à 50 %, comme c'est le cas du moteur e-Power de Nissan.

Parmi les nouveaux moteurs de Toyota, il y a un moteur de 1,5 L qui sera disponible en versions atmosphérique et turbocompressée, ainsi qu'un moteur turbocompressé de 2,0 L. Selon la marque, ceux-ci seront « entre 10 et 20 % plus petits que les moteurs actuels ». Et pourtant, « ils offriront un rendement énergétique identique, voire supérieur, tout en offrant plus de puissance ».

capot ouvert avec moteur à hydrogène toyota

Une technologie neutre en carbone adoptée par les alliés de Toyota

Cette technologie en cours de développement par la marque japonaise, qui a également été adoptée par ses alliés Subaru et Mazda (chacune ayant son propre moteur), peut être considérée comme neutre en carbone, même si cela ne veut pas dire qu'elle est exactement « zéro émission ».

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C'est-à-dire qu'il ne s'agit pas de moteurs qui n'émettent absolument pas de CO₂, mais de moteurs qui ne génèrent pas de nouvelles émissions avec leur fonctionnement : ils émettent le CO₂ qui a été préalablement capté pour fabriquer leur carburant, qu'il s'agisse d'hydrogène liquide ou de carburants de synthèse.

Des moteurs conformes aux futures normes Euro 7

Alors que la controverse avec l'éventuel « Dieselgate japonais », qui touche également le groupe Toyota, se résout, ces moteurs devraient arriver sur le marché à temps pour se conformer aux normes strictes d'émissions Euro 7 qui entreront en vigueur en 2027.

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