Double turbocompresseur ou turbo twin-scroll : lequel est le meilleur ?

Nous avons déjà évoqué à d’autres occasions les types et le fonctionnement de la suralimentation, en insistant sur les avantages qu’il y a à introduire dans les cylindres plus d’air que ce qu’un moteur peut aspirer seul lorsqu’on cherche à augmenter le rendement. Le point fort du turbocompresseur est qu’il constitue un moyen très efficace d’accroître la puissance d’un moteur, et son usage s’est généralisé aussi bien sur les moteurs essence que diesel.

À tel point que il n’existe pratiquement plus de voitures neuves équipées de moteurs atmosphériques, à l’exception de petits modèles destinés à un usage urbain où l’on n’a pas besoin de beaucoup de puissance. Ou encore les voitures hybrides, dans lesquelles le moteur électrique peut jouer le rôle d’un turbo – toutes proportions gardées – en apportant une aide supplémentaire dans certaines situations, en ajoutant sa poussée à celle du moteur thermique.

Le revers des voitures turbo est que ce système reste complexe : il s’agit d’un mécanisme capable de tourner à très haut régime et qui demande des soins particuliers, surtout en matière de lubrification. La rupture d’un turbocompresseur peut figurer parmi les pannes les plus coûteuses que l’on puisse rencontrer : remplacer un turbo sur un moteur turbodiesel à 4 cylindres peut coûter entre 1 000 et 1 500 euros.

Moteurs avec plus d’un turbocompresseur

Imaginez maintenant des voitures équipées de plus d’un turbocompresseur. Un problème de la suralimentation par turbocompresseur est le « turbo lag » ou retard de réponse du turbo, car son fonctionnement dépend de la pression du flux des gaz d’échappement, autrement dit de la charge du moteur. Pour y remédier sont apparus les turbocompresseurs à géométrie variable, les turbocompresseurs assistés par un moteur électrique, l’utilisation de plusieurs turbocompresseurs ou les turbocompresseurs twin scroll.

Un petit turbo permet aux gaz d’échappement de faire rapidement accélérer la turbine et offre une réponse immédiate, mais il limite la possibilité d’augmenter le rendement. Et inversement : un gros turbo permet d’obtenir beaucoup de puissance, mais il faudra vaincre longtemps l’inertie de la turbine pour que le turbo « souffle » vraiment. Associer un petit turbo, ou turbo basse pression, à un plus gros, ou turbo haute pression, est une solution très répandue sur les moteurs suralimentés à cylindres en ligne.

Techniquement, un moteur en V avec un turbo simple pour chaque rangée de cylindres ne disposerait pas de cette double suralimentation, même si les deux cas seraient des moteurs « bi-turbo ». Il existe aussi des moteurs en V avec un seul turbo pour les deux rangées de cylindres… ou avec deux turbos en série qui fonctionnent de la même manière pour tous les cylindres. Et BMW, sur le moteur turbodiesel 6 cylindres en ligne, utilise désormais pas moins de quatre turbocompresseurs, deux basse pression et deux haute pression. Attention, nous parlons bien de quatre turbos pour une même rangée de cylindres. Le Bugatti Chiron, par exemple, possède aussi 4 turbos… mais sur un moteur de 16 cylindres, ce qui revient à quatre moteurs de quatre cylindres, avec un turbo pour chaque banc.

Le turbo Twin Scroll : une meilleure réponse dès les bas régimes

C’est précisément BMW qui fut l’une des premières à miser sur les avantages des turbos Twin Scroll, qu’elle a utilisés en remplacement du double turbo. Le terme « Twin » peut prêter à confusion, surtout lorsqu’on parle de « Twin-Turbo » ou « Twin-Scroll », car certains désignent un turbo Twin Scroll avec l’un ou l’autre terme, alors qu’un moteur « Twin-Turbo » peut être un moteur à deux turbos dont aucun n’est Twin Scroll.

Un turbo Twin Scroll est un turbocompresseur unique, à ceci près que les gaz d’échappement n’arrivent pas à la turbine par un conduit unique, mais par un conduit double.

L’objectif est de tirer le meilleur parti possible de l’inertie des gaz d’échappement pour entraîner la turbine, en évitant les pertes de pression provoquées par l’effet de réaspiration d’une partie des gaz d’échappement dans certains cylindres pendant la phase d’admission, lorsque la soupape d’échappement est encore ouverte. En simplifiant : un turbo Twin Scroll permet de mieux exploiter l’énergie que transportent les gaz d’échappement.

Les avantages du turbo Twin Scroll sont évidents : selon le type de moteur, on peut obtenir un rendement similaire à celui d’un double turbocompresseur sans dupliquer les éléments, ce qui simplifie la mécanique et, par conséquent, réduit le prix et les éventuelles pannes associées.

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