Aquarius Engines développe un moteur à essence hyper-efficace de 10 kg, au moment où les start-up, les constructeurs automobiles et les chercheurs réinvente une technologie plus que centenaire........Détails........
Parmi les entreprises qui innovent, Mazda Motor a indiqué qu’à l’automne, il livrera ses premières voitures dotées de Skyactiv-X, un système de démarrage qui, selon la société, peut améliorer de 20 à 30 % le rendement énergétique dans certaines situations de conduite.
Retour en 2014. Shaul Yaakoby passait ses journées à expertiser des véhicules endommagés pour des compagnies d’assurances.
Ses nuits, il les passait dans un atelier de la région de Tel Aviv à couper et à assembler des pièces en aluminium.
Cet inventeur autoproclamé, qui a grandi dans un kibboutz cultivant les agrumes, avait décroché du système scolaire dès le secondaire avant de travailler les 25 dernières années comme expert en assurances.
Il possède aujourd’hui plusieurs brevets sur des produits aussi diversifiés qu’un système de purification d’eau où une clé de voiture inviolable.
Aujourd’hui, il cherche à fabriquer un moteur d’automobile léger, bon marché et efficace, qui consomme beaucoup moins de carburant et produit moins d’émissions polluantes que ceux disponibles actuellement.
« Quand on a l’impression d’avoir l’idée de quelque chose de grand, il faut se lancer, explique M. Yaakoby. Alors j’ai acheté un bloc d’aluminium et je l’ai découpé à la main pour construire mon moteur. »
Après plusieurs mois de travail, il a présenté le résultat à ses associés, Gal Fridman, un spécialiste expérimenté du marketing technologique, et Ariel Gorfung, un ingénieur industriel.
Ils ont fondé Aquarius Engines en 2014 pour amener, sur un marché automobile de plus en plus soucieux de l’environnement, le moteur à essence à très haut rendement de M. Yaakoby. Aujourd’hui, l’entreprise, qui a développé la cinquième génération de son moteur, l’a testé avec succès en laboratoire, mais pas en voiture.
Aquarius, du nom de l’avenir parfait imaginé dans la chanson à succès The Age of Aquarius, a levé plus de 25 millions de dollars, notamment auprès des dirigeants de Mobileye, la start-up israélienne de technologie automobile autonome acquise par Intel Corp. en 2017, et emploie 42 personnes en Israël, en Allemagne et en Pologne.
L’entreprise s’attend à ce que son produit soit commercialisé au cours des deux prochaines années, avec des applications allant des voitures aux générateurs d’électricité en passant par les drones.
Aquarius n’est pas le seul à parier sur la modernisation du moteur à combustion interne.
Les constructeurs automobiles subissent des pressions de la part des gouvernements et des consommateurs pour construire des voitures qui émettent moins d’émissions de carbone.
Parallèlement, les véhicules électriques alimentés par des batteries rencontrent des obstacles, notamment leur coût de production, leurs limites en termes d’autonomie et leurs besoins d’infrastructures, comme des sources d’électricité pour les charger.
Les ventes de véhicules électriques augmentent d’environ 60 % par an dans le monde, mais elles représentent moins de 5 % des ventes de voitures neuves sur la plupart des marchés, et les constructeurs automobiles perdent de l’argent sur ce marché, selon une étude publiée au mois de mars de McKinsey & Co. « Quand le véhicule électrique est arrivé, tout le monde espérait que cela résoudrait le problème, mais ce n’est pas si simple », rappelle John B. Heywood, professeur émérite de génie mécanique au Massachusetts Institute of Technology, et spécialiste de l’énergie et les transports propres.
Après des années à considérer le moteur à combustion interne comme dépassé, certaines start-up, constructeurs automobiles et chercheurs universitaires travaillent à l’amélioration de cette technologie centenaire.
Selon une étude de JPMorgan Chase & Co., les moteurs à combustion interne représenteront 40 % du marché automobile mondial en 2030, tandis que 23 % des voitures vendues seront alors équipées de moteurs hybrides consommant, à la fois, de l’électricité et d’autres sources d’énergie, comme l’essence.
« Aujourd’hui, il semble que le moteur à combustion interne ait un bel avenir, avec un potentiel d’amélioration considérable en termes d’efficacité énergétique et de réduction des émissions », analyse Leonid Tartakovsky, chef du laboratoire des moteurs à combustion interne au Technion Israel Institute of Technology.
Mazda Motor a indiqué qu’à l’automne, il livrera ses premières voitures dotées de Skyactiv-X, un système de démarrage qui, selon la société, peut améliorer de 20 à 30 % le rendement énergétique dans certaines situations de conduite. Il développe actuellement d’autres modèles qui en seront équipés.
En 2018, Nissan Motor a déclaré avoir commencé à produire des voitures dont les moteurs à taux de compression variable permettent, d’après l’entreprise, de réduire la consommation de carburant d’environ 30 %.
De plus en plus de constructeurs automobiles utilisent des turbocompresseurs, qui recyclent la chaleur perdue, et des moteurs qui s’arrêtent lorsque les voitures sont au ralenti.
La filiale spécialisée dans la recherche et le développement de Toyota Motor Co. développe un moteur à pistons libres (une porte-parole de l’entreprise a refusé de donner des détails.)
La société Achates Power de San Diego collabore avec le motoriste Cummins pour développer un moteur léger à pistons opposés pour les véhicules de combat militaires américains.
Achates indique également travailler avec une autre société pour équiper une camionnette avec un moteur à pistons opposés, mis au point avec l’aide d’une subvention de 9 millions de dollars accordée par le département de l’Energie des Etats-Unis.
Pinnacle Engines, basée à San Carlos, en Californie, conçoit des moteurs pour scooter, moto, automobile et à usage industriel, et se concentre sur le marché asiatique, selon son site web.
La dernière version du moteur Aquarius pèse 10 kg alors qu’un moteur classique pèse plus de 110 kg.
Il n’a qu’une seule pièce mobile – un piston qui coulisse d’avant en arrière – contre au moins vingt sous le capot d’une voiture moyenne. Cependant, il ne développe que de 43 chevaux. Il consomme 20 % de carburant en moins que le moteur à combustion interne moyen, confie M. Yaakoby, directeur de la technologie chez Aquarius.
D’autres ajustements sur le système d’injection pourraient faire passer cette différence à 30 %, affirme-t-il.
Comme il n’y a pas de frottement entre le piston et les autres pièces du moteur, il n’a pas besoin d’être lubrifié, ce qui élimine le besoin en huile et réduit les coûts de maintenance.
Le moteur est un moteur linéaire à pistons libres, ce qui signifie qu’il produit de l’électricité lorsqu’il brûle du carburant, plutôt que de produire de l’énergie par rotation comme un moteur de voiture typique.
L’électricité peut être utilisée comme source d’énergie primaire pour alimenter un moteur dans une voiture traditionnelle, pour en rallonger l’autonomie, ou comme chargeur de secours pour une voiture électrique alimentée par batterie, selon la société.
« Que ce soit comme moteur de la voiture ou en tant que chargeur de batterie, il pourra trouver sa place », a indiqué M. Fridman, directeur du marketing de l’entreprise.
Les moteurs à pistons libres datent du début du XXe siècle et servaient à alimenter les générateurs électriques des navires.
Dans les années 1950, les moteurs diesel ont remplacé la plupart d’entre eux dans le secteur maritime, explique Tony Roskilly de l’Université de Newcastle, qui mène des recherches sur les moteurs à pistons libres. « Maintenant, il y a eu un regain d’intérêt pour eux », dit-il.
Le principal problème des moteurs à pistons linéaires est le manque de contrôle fin des processus d’injection de carburant et d’échappement, ce qui entraîne souvent des niveaux d’hydrocarbures non brûlés plus élevés dans les gaz d’échappement – un phénomène que les régulateurs tentent également de réduire, explique Gregory W. Davis, directeur du Advanced Engine Research Lab à la Kettering University de Flint, dans le Michigan.
« Mais s’ils peuvent utiliser la technologie informatique pour surmonter ce problème et contrôler le débit de gaz et d’air, nous pourrions voir des voitures passer à ces types de moteurs, poursuit M. Davis.
Le potentiel d’augmentation de l’efficacité est vraiment bon. » Des cylindres supplémentaires, chacun avec un piston coulissant d’avant en arrière, augmenteraient la puissance, ajoute-t-il.
Pourtant, l’amélioration du moteur à combustion interne ne représente pas une panacée. « Le moteur à combustion interne, même avec des améliorations majeures, ne peut pas atteindre les niveaux souhaités par les régulateurs, lance Russell Hensley, directeur du Center for Future Mobility de McKinsey. C’est pour ça qu’on investit dans des véhicules électriques. »
Au moins neuf pays ont annoncé l’interdiction future de la vente de moteurs diesel et à essence, et beaucoup d’autres, dont les Etats-Unis, ont proposé des mesures incitatives, comme le stationnement gratuit et des abattements fiscaux, aux propriétaires de véhicules à batterie électriques.
De nombreux dirigeants d’entreprises du secteur de l’automobile affirment que les moteurs à essence ont atteint leur efficacité maximale et qu’ils consacrent maintenant plus de moyens aux voitures électriques afin de respecter des règles plus strictes en matière d’émissions.
Autre obstacle majeur au changement dans la conception ou la forme des moteurs automobiles : il impliquerait pour les constructeurs de revoir la configuration de leurs chaînes de montage et de leurs voitures s’il en faisait la norme en matière de moteurs, explique M. Roskilly.
Les difficultés industrielles – et la nécessité de justifier que les bénefices seront à la hauteur de l’investissement – sont les deux raisons principales pour lesquelles les voitures ont relativement peu changé au fil des décennies. « Quand on est devant quelque chose de disruptif, c’est difficile, indique M. Roskilly. Il faut beaucoup d’investissements pour en arriver à la fabrication pour les voitures. »
Mais la pression accrue pour réduire les émissions – et l’augmentation des budgets de R&D qui en résulte – a commencé à changer les mentalités dans le secteur, disent des experts.
Aquarius reconnaît l’existence de ces difficultés. En attendant, il cherche d’autres applications, confie M. Fridman. A compter de 2020, Aquarius prévoit de déployer ses moteurs sur des générateurs électriques situés dans des endroits isolés, dont des relais de télécommunications au Canada, en Europe et dans la région Asie-Pacifique.
Pour réduire les émissions de carbone des voitures, de nombreuses réponses sont nécessaires, notamment de meilleurs moteurs à combustion, des véhicules alimentés par batterie et des carburants plus propres, note M. Heywood. « S’attaquer au secteur de la voiture de tourisme est très ambitieux, dit-il. Faire cela revient à remettre en cause quelque chose qui a eu beaucoup de succès, et toutes les alternatives ont encore leur talon d’Achille. »
Source L'Opinion
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