La techno en 500 mots — La désactivation des cylindres : vieille idée, application plus récente

Réduire la consommation d’essence des moteurs n’a pas toujours été une priorité. Avant le choc pétrolier de 1973, la chose préoccupait moins les constructeurs américains, qui proposaient plusieurs véhicules aux mécaniques généreusement dimensionnées et à la puissance aussi démentielle que la consommation. La crise a changé la donne.

• L’idée derrière la technologie date de plus de 100 ans

• Cadillac a été la première à tenter l’expérience de façon importante, mais sans succès

• Ce n’est qu’au milieu des années 2000 qu’on a commencé à voir des systèmes efficaces apparaître

Avec l’entrée en vigueur des normes CAFE (Corporate Average Fuel Economy) en 1978, les constructeurs ont dû chercher de nouvelles façons de réduire la consommation de carburant de leur parc automobile. Mais est-ce à dire qu’ils ne s’étaient jamais intéressés à la chose ? Pas tout à fait.

Une idée centenaire

Vers 1916, la Enger Motor Car Company, en Ohio, proposait sa « Twin-Unit Twelve », dont une rangée de cylindres du V12 pouvait être mise au repos à l’aide d’un levier. L’idée remonterait toutefois à 1905, lorsque la société américaine Sturtevant a déposé un brevet portant sur un dispositif de commande du moteur, parfois associé aux premières idées de désactivation des cylindres.

C’est toutefois Cadillac qui a lancé le premier système automatique produit en série. Développé avec Eaton, le V8-6-4 a été proposé sur une grande partie de la gamme Cadillac pour 1981. Ce V8 de 6,0 litres pouvait fonctionner à 8, 6 ou 4 cylindres, selon la demande de puissance.

Sur papier, c’était brillant. En pratique, l’électronique de l’époque ne parvenait pas à gérer les transitions en douceur. Des à-coups, des ratés et des gains décevants. Conséquemment, plusieurs propriétaires faisaient débrancher le système. Cadillac l’a retiré de la plupart de ses modèles dès l’année suivante.

Le grand retour

L’idée a dormi une vingtaine d’années, le temps que l’électronique rattrape l’ambition. Mercedes-Benz a relancé le bal au début des années 2000 avec le V12 de 5,8 litres des S600 et CL600. Puis, au milieu de la décennie, tout s’est accéléré. Chrysler a présenté son système MDS sur le V8 Hemi, GM son Displacement on Demand (rebaptisé Active Fuel Management) et Honda son dispositif VCM sur son V6 de 3,5 litres.

Le principe est simple : lorsque la demande de puissance diminue, le système désactive certains cylindres, en maintenant leurs soupapes fermées et en coupant l’injection. Les cylindres restants fournissent alors davantage de travail, ce qui réduit certaines pertes par pompage. Selon la technologie employée, le moteur peut fonctionner sur un nombre fixe de cylindres ou alterner entre plusieurs configurations.

V8, V6 ou 4-cylindres ?

La technologie est particulièrement intéressante sur les V8, qui disposent de cylindres supplémentaires pour répondre à des besoins ponctuels en puissance. À faible charge, le système peut faire travailler un nombre réduit de cylindres sous des conditions plus favorables, tout en limitant les pertes par pompage. Le défi consiste ensuite à maîtriser les vibrations et à rendre les transitions imperceptibles.

Sur un V6, le gain est réel, mais plus modeste. Qui plus est, le fonctionnement sur trois cylindres engendre des vibrations. Honda a dû recourir à des supports moteurs actifs et à l’annulation active du bruit pour rendre le tout acceptable. Sur un 4-cylindres, la marge de progression est généralement plus limitée, et les vibrations associées au fonctionnement sur deux cylindres peuvent compliquer la mise au point. Le gain réel dépend toutefois du moteur et des conditions de conduite.

Une technologie qui progresse

Au fil des années, la technologie a progressé. Au cours des années 2010, Volkswagen, Ford (sur un 3-cylindres EcoBoost) et Mazda l’ont adaptée à de petits moteurs.

La véritable évolution est venue de GM avec la camionnette Silverado en 2019. Sur certains V8 de 5,3 et de 6,2 litres, le système Dynamic Fuel Management peut sélectionner parmi 17 configurations de fonctionnement, en désactivant certains cylindres selon la puissance demandée.

Chez Stellantis, le système MDS accompagne depuis longtemps le V8 Hemi de 5,7 litres du Ram 1500. La maîtrise des vibrations demeure un enjeu essentiel : des dispositifs d’atténuation peuvent réduire les vibrations ressenties dans l’habitacle et rendre le fonctionnement plus discret sur 4-cylindres.

Où en est-on ?

Il est difficile de dresser une liste exacte des modèles équipés de cette technologie aujourd’hui, surtout que cela change constamment. En 2020, environ 15 % des véhicules légers vendus aux États-Unis utilisaient la désactivation des cylindres. La technologie n’est pas exempte de critiques. Certains moteurs GM équipés de systèmes de désactivation ont notamment connu des problèmes de poussoirs, ce qui a alimenté les inquiétudes des propriétaires et des réparateurs. Cela ne signifie toutefois pas que tous les moteurs concernés sont affectés.

Le mot de la fin

Malgré ses limites, la désactivation des cylindres demeure une façon relativement simple d’améliorer l’efficacité d’un moteur à essence sans en modifier radicalement l’architecture.

Et les résultats sont nets, facilement vérifiables à la pompe.

À l’heure où l’hybridation gagne du terrain, on pourrait se demander si les systèmes de désactivation des cylindres en ont encore pour longtemps. Ce sera à voir, mais à notre humble avis, ils ont toujours leur place. Cette technologie ne sera jamais une solution dominante, mais, en tant que solution d’appoint, elle reste pertinente.