La techno en 500 mots : comprendre le moteur à cycle Atkinson

Lorsqu’on parle d’un véhicule hybride, on mentionne généralement la présence d’un moteur à cycle Atkinson. Mais de quoi s’agit-il exactement ? Il s’agit en fait d’une technologie vieille de plus de 135 ans qui a trouvé une seconde vie à l’ère des motorisations hybrides. Discrète, peu connue du grand public, mais redoutablement efficace.

• L’idée du cycle Atkinson remonte à environ 135 ans.

• L’avantage principal est l’économie de carburant.

• Cette technologie existe aujourd’hui grâce aux moteurs hybrides.

Un ingénieur en avance sur son temps

James Atkinson était un ingénieur britannique. En 1882, il fait breveter un moteur à combustion interne fonctionnant selon un principe radicalement différent de celui de son contemporain Nikolaus Otto. L’objectif était simple : contourner les brevets d’Otto, mais au passage, concevoir un moteur plus économique en carburant. Son invention fut jugée ingénieuse, mais mécaniquement trop complexe pour une production de masse. Elle tomba dans l’oubli pendant près d’un siècle.

Les autres cycles, en bref

Pour comprendre le cycle Atkinson, il faut d’abord rappeler comment fonctionnent les autres cycles.

Le cycle Otto, celui utilisé par la grande majorité des moteurs à essence, repose sur un cycle en quatre temps égaux : admission, compression, combustion et échappement.

Le cycle Diesel fonctionne sur le même principe, mais sans bougie : c’est la compression de l’air seul qui déclenche l’allumage du carburant injecté.

Le cycle Miller, développé dans les années 1940 par Ralph Miller, est une variante apparentée au cycle Otto, qui fonctionne de manière similaire.

Ces trois cycles présentent des temps d’admission et de détente équivalents. C’est là que le cycle Atkinson se distingue.

Comment est-ce que cela fonctionne ?

Le principe du cycle Atkinson est assez simple : le moteur tire davantage d’énergie de chaque explosion. Pour y arriver, il laisse entrer un peu de mélange air-essence, puis en repousse une partie avant de le comprimer. Résultat : il en compresse moins, mais utilise mieux ce qui reste lors de la combustion.

En pratique, cela permet d’améliorer le rendement du moteur, donc de consommer moins d’essence. En contrepartie, il développe moins de puissance, ce qui explique qu’on l’associe souvent à un moteur électrique dans les véhicules hybrides.

Aujourd’hui, tout cela est géré automatiquement par l’électronique grâce à des systèmes qui contrôlent l’ouverture des soupapes avec précision.

Renaissance grâce aux motorisations hybrides

Toyota a largement popularisé le cycle Atkinson moderne en l’adoptant pour le moteur de la Prius lancée en 1997 au Japon. Le talon d’Achille de ce cycle, soit sa faible puissance à bas régime, disparaît pratiquement dans un groupe motopropulseur hybride grâce à l’apport du moteur électrique, qui compense la perte de puissance. Il vient faire le boulot précisément là où le cycle Atkinson est déficient, soit lors des accélérations, à faible vitesse et au démarrage. Les deux technologies se complètent parfaitement. Le moteur thermique se concentre sur ce qu’il fait de mieux : offrir un rendement maximal, tandis que l’électrique gère le reste.

Aujourd’hui, la grande majorité des constructeurs ont adopté le cycle Atkinson pour leurs motorisations hybrides : Toyota, Honda, Hyundai, Kia, Ford, Lexus, etc. C’est devenu le standard de l’industrie pour quiconque veut marier le rendement thermique et l’électrification.