Moteurs V-hot et V-cold : fonctionnement, différences, avantages et inconvénients de chaque système

Vous avez sûrement déjà entendu parler des moteurs V-hot, aussi appelés « Hot inside V » ou, en espagnol, moteurs « en V chaud ». Et si je vous dis qu’en parlant du côté « hot » ou « chaud » d’un moteur, on désigne généralement le côté où se trouve le système d’échappement, tandis que le côté froid est celui de l’admission, vous commencez sûrement à vous faire une idée.

Différences entre un moteur V-hot et V-cold

En effet, dans un moteur en V, chacune des deux rangées de cylindres possède son propre côté « hot » (chaud) et son côté « cold » (froid). Et la configuration habituelle, surtout sur les moteurs atmosphériques, consiste à regrouper les côtés « froids » à l’intérieur du V et à laisser les côtés « chauds » à l’extérieur. Cela permet d’utiliser un seul collecteur d’admission au centre du V et d’acheminer facilement les collecteurs d’échappement sur les flancs du V, vers la partie basse du moteur.

Cette configuration « V-cold » n’est pas réservée aux moteurs atmosphériques : elle peut parfaitement être associée à la suralimentation par turbocompresseurs, auquel cas on utilise généralement un turbocompresseur par rangée de cylindres, placé sur les côtés du moteur, à l’extérieur du V. Il existe de nombreux exemples de moteurs en V, essence comme diesel, qui suivent ce schéma « V-cold ».

Je me souviens en particulier de la Audi RS 6 (génération C6, de 2008), équipée rien de moins que d’un V10 TFSI. Et si elle me revient à l’esprit, c’est parce que c’était une voiture qui avait de sérieux problèmes à évacuer la chaleur lorsqu’on roulait « vite » avec des températures extérieures élevées. Le problème ne venait toutefois pas directement de la disposition des turbocompresseurs à l’extérieur du V, mais du fait que le moteur était très volumineux et que tout était très serré dans le compartiment moteur de la RS 6.

D’ailleurs, sur la génération suivante de la RS 6, présentée en 2012, on est passé du V10 TFSI de 5 litres à un V8 de 4 litres, beaucoup plus compact… et avec une configuration « V-hot », les collecteurs d’échappement et les turbocompresseurs étant à l’intérieur du V. Mais ce n’est absolument pas une invention de Audi : dès les années 80, elle était déjà utilisée par Ferrari sur ses monoplaces de Formule 1. Parmi les premiers moteurs V-hot que j’ai eu l’occasion d’essayer, je retiens celui du premier BMW X6 xDrive 50i, vers 2008. Un moteur équipé de deux turbocompresseurs Twin-Scroll alimentés par les gaz d’échappement d’un seul collecteur. Je n’oublie pas non plus d’autres V8 « hot », comme ceux de la Mercedes-AMG GT ou de la première Porsche Panamera Turbo. Dans cette vidéo, vous pouvez justement voir le V8 de l’AMG GT en fonctionnement.

https://www.youtube.com/watch?v=kkNKNYNFflw&t=81s

Pourquoi un moteur « V-hot » est-il meilleur ?

Mais pourquoi une disposition V-hot est-elle préférable pour les moteurs turbocompressés ? D’abord parce que, comme vous le savez, ce sont les gaz d’échappement du moteur qui font tourner les turbocompresseurs. Plus les turbocompresseurs sont proches des collecteurs d’échappement, moins les gaz ont de chemin à parcourir pour atteindre la turbine, et donc moins ils perdent en pression, en température et en vitesse, c’est-à-dire en énergie. L’efficacité du système de suralimentation s’en trouve améliorée, ce qui réduit le turbo-lag, ou retard de réponse du turbo.

Ce seul avantage serait déjà considérable. Mais il en existe d’autres, d’ordre technique et même industriel. Un moteur V-hot dont les turbocompresseurs sont placés au centre du V est beaucoup plus compact, ce qui offre davantage de souplesse pour installer des équipements supplémentaires dans le compartiment moteur, ou pour concevoir la direction, les suspensions… En outre, les parties « froide » et « chaude » (c’est le cas de le dire) du moteur sont plus clairement séparées. Par ailleurs, grâce à cette compacité, un moteur « V-hot » peut plus facilement être utilisé sur une gamme de véhicules plus large, face à un « V-cold » aux turbos extérieurs au « V », qui nécessite un compartiment moteur plus grand.

Quant aux éventuels inconvénients de cette configuration « V-hot », ils peuvent être résolus, comme l’ont montré les exemples existants, grâce à des matériaux capables de résister à des températures très élevées, et à des systèmes de refroidissement intercoolers à eau et à huile, qui permettent un contrôle précis de la température. L’autre point négatif serait la position plus haute du poids du système de suralimentation, généralement compensée par des systèmes de lubrification à carter sec.

Galerie d’images des moteurs V-hot et V-cold