Grâce à la technologie Skyactiv-D, Mazda s'affirme un peu plus en spécialiste des motorisations diesel. Disponible en 2 niveaux de puissance (150ch et 175ch) sous les capots de la nouvelle Mazda6 et du CX-5, le 2,2l Skyactiv-D est déjà conforme aux normes Euro 6, applicables aux nouveaux moteurs commercialisés après le 1er septembre 2014.
Mazda avait déjà marqué les esprits en 2009 à l'occasion du salon de Francfort en présentant le CX-7 équipé d'un moteur diesel innovant. Equipé d'un système de traitement des NOx (SCR pour Selective Catalyst Reduction), le moteur du CX-7 préfigurait les solutions qui seraient mis en oeuvre pour satisfaire aux normes Euro 6. La marque japonaise ne s'est pourtant pas endormie sur ses lauriers puisque la dernière génération de moteur, regroupée sous le label Skyactiv, est à même de se passer d'un SCR, dispositif complexe et coûteux, pour respecter les normes européennes.
Avec un ratio de 14:1, Mazda utilise un taux de compression inhabituellement faible. Généralement, ce taux est compris entre des valeurs de 16:1 à 18:1 pour un moteur diesel.
Un taux de compression faible permet d'abaisser la température des gaz à l'intérieur du cylindre ainsi que la pression exercée par les gaz lorsque le piston atteint sa position la plus haute (PMH ou Point Mort Haut). De cette manière, lorsque le carburant est injecté, l'auto-inflammation se fait de manière plus progressive, ce qui permet alors un mélange plus homogène entre le diesel et l'air. Ce mélange plus homogène réduit la formation de suie (particules fines) et des NOx.
Toutefois, un faible taux de compression pour un moteur diesel pose un souci lorsque le moteur démarre à froid: le carburant risque de ne pas s'auto-inflammer à cause d'une température trop basse dans le cylindre. Mazda n'a évidemment pas éludé ce problème.
Lors d'un démarrage à froid, les bougies de préchauffage en céramique permettent au mélange air-carburant d'atteindre la température nécessaire à une bonne combustion sur le premier cycle. Pour les cycles suivants où le moteur est encore froid, les soupapes d'échappement restent entrouvertes durant la phase d'admission, le Skyactiv-D étant équipé de la levée variable des soupapes d'échappement. Cela permet aux gaz d'échappement, chauds, d'être en partie aspirés à l'intérieur du cylindre. De cette manière, le mélange air-carburant devient suffisamment chaud pour s'auto-inflammer et réaliser une combustion relativement homogène, empêchant les ratés moteur.
Il est entendu que, durant cette phase où le moteur atteint progressivement sa température idéale de fonctionnement, les rejets de gaz polluants sont importants (ils le sont déjà sur un moteur thermique en règle générale): il s'agit là d'une faiblesse des cycles d'homologation qui ne prennent en compte que les émissions de gaz d'échappement lorsque le moteur est à température. Toutefois, cette "faille" devrait être corrigée lorsque les futures normes d'émissions seront applicables (d'ici à cinq ans).
Grâce à son faible taux de compression, le Skyactiv-D compresse moins l'air présent dans les cylindres: la pression maximale atteinte au PMH est donc plus faible. Il y a donc moins de contraintes exercées sur les différents composants du moteur (bielle, vilebrequin, bloc-moteur, etc.), Mazda a optimisé les différents élements en conséquence. Les pistons et le vilebrequin ont un poids réduit de 25% par rapport au moteur diesel de la marque de précédente génération.
Mazda recourt à l'aluminium pour le bloc moteur (gain de 25kg) et le collecteur d'échappement est intégré à la culasse (gain de 3kg).
Grâce à l'attelage mobile (pistons, vilebrequin) plus léger, les composants génèrent moins de frictions (réduction de l'ordre de 20%) dans leur déplacement. La réduction des frictions internes a été identifiée par la plupart des motoristes comme étant un des axes de travail majeur (les contraintes générées par les frictions internes consomment environ 20% de la puissance générée par le moteur) pour réduire efficacement la consommation en carburant des moteurs thermiques.
De cette manière, Mazda estime que le Skyactiv-D consomme près de 20% de carburant en moins par rapport à son prédecesseur. La réduction des frictions internes procure aussi une meilleure réactivité du moteur face aux sollicitations de la pédale d'accélérateur.
Le Skyactiv-D est équipé de deux turbocompresseurs (un petit et un gros) fonctionnant de manière séquentielle. Lorsque le débit des gaz d'échappement est faible, seul le petit turbo est en fonction. A mi-charge, le gros turbo entre progressivement en fonction avant de donner sa pleine efficacité en cas de forte charge. Cette double suralimentation permet au constructeur de proposer un moteur offrant un couple important à tous les régimes.
Par rapport à son prédecesseur toujours proposé sur le SUV CX-7, le Skyactiv-D 2.2l 175ch gagne 20Nm à 420Nm à 2000tr/min. Surtout, le couple disponible à bas régime est bien plus présent, garant d'une bonne disponibilité du moteur quelle que soit la charge moteur.
Le Skyactiv donne sa pleine puissance à un régime inhabituellement élevé (4.500tr/min) pour un moteur diesel. Son régime maximal atteint 5.200 tr/min.
Le Skyactiv-D 2.2l est disponible sur le Mazda CX-5 et la nouvelle Mazda6 en 2 puissances:
Sous le capot de la Mazda6 berline à boîte manuelle, la version 150ch est homologuée pour des rejets de CO2 se limitant à 108g/km, soit une consommation sur le cycle mixte de 4,2l/100km. Elle atteint la vitesse maximale de 211km/h et passe de 0 à 100km/h en 9 secondes.
Pour la version de 175ch, les rejets de CO2 s'établissent à 119 g/km pour une consommation sur le cycle mixte de 4,5l/100km. La vitesse maximale atteint 223 km/h et le 0 à 100km/h nécessite 7,9 secondes.
Le Skyactiv-D répond aux normes Euro 6 (Europe), Tier II Bin 5 (Amérique du Nord), Post New Long Term (Japon).
Crédits images: Mazda sauf illustration du cycle moteur (larousse.fr)
D'autre part, un de mes prochains articles sera normalement consacré à la nouvelle génération de moteurs Mazda (Skyactiv-X) et je ne manquerai pas de faire un parallèle avec les Skyactiv-G.