L'impossible équation qui a conduit Volkswagen à frauder
Posté : sam. oct. 24, 2015 11:20
Source: http://www.usinenouvelle.com/article/l- ... de.N353531
Dans quel engrenage Volkswagen qui s'apprêtait à devenir le leader de l’automobile mondiale a-t-il mis le doigt pour se retrouver réduit à de telles pratiques ? Pour tenter de démêler les raisons qui ont placé le groupe de Wolfsburg dans cette situation, il faut revenir plusieurs décennies en arrière…
Si l’automobile a beaucoup progressé ces trente dernières années, certaines données sont restées inchangées. Prenez la Golf. Impossible de confondre la deuxième génération du best-seller de Volkswagen, sortie dans les années 90, avec la sixième version, qui date de la fin des années 2000.
Les fiches techniques des deux modèles, en version Diesel d’entrée de gamme, n’ont vraiment rien de commun… Un chiffre, pourtant, est resté le même : le rapport poids/puissance. La Golf II TDI de 1992 pèse 1012 kilos pour 80 chevaux, et la Golf 6 TDI de 2008 affiche 1355 kilos pour 105 chevaux. Le rapport poids/puissance est donc de 12,6 kg par cheval pour la première, et de 12,9 kg par cheval pour la seconde. Que signifient ces chiffres si proches ? Que la puissance des moteurs a augmenté exactement dans les mêmes proportions que le poids des véhicules.
Besoins en sécurité et confort
Cette prise de poids – qui n’est pas propre à la Golf mais touche tous les véhicules modernes - est due à plusieurs facteurs. D’abord au durcissement des normes de sécurité, qui obligent les constructeurs à renforcer les châssis de leurs véhicules et à multiplier les airbags et autres systèmes de sécurité passive. Ensuite, il leur faut proposer des autos toujours plus confortables, avec toujours plus d'équipements (info-divertissement, commandes électriques, et demain tous les équipements du véhicule autonome...). Or ces équipements rajoutent du poids sur la balance.
Les différents systèmes de réduction des émissions polluantes, qui se sont accumulés au fil des ans sur les moteurs et les échappements représentent eux aussi un poids non négligeable. Et donc une hausse de la consommation. En outre, tous ces dispositifs (filtres à particules, vannes EGR, pièges à NOx et autres systèmes SCR) fonctionnent comme autant de barrières à l’échappement, et limitent la puissance des moteurs.
Si la sécurité, le confort et les critères environnementaux sont déterminants pour séduire les acheteurs, ces derniers ne sont pas prêts à sacrifier pour autant l’agrément de conduite. Pour ne pas que l’embonpoint transforme les véhicules en “chars d’assaut”, impossibles à faire décoller au feu rouge, les constructeurs ont dû installer des blocs moteurs toujours plus puissants. Le problème, c’est que ces gains de puissance s’accompagnent d’une augmentation de la consommation.
Puissance versus consommation
L’équation consiste donc à fabriquer des moteurs plus performants pour compenser la prise de poids des véhicules, mais aussi moins gourmands pour rester économiques (et satisfaire les critères mondiaux sur les rejets de CO2). Pour résoudre cette équation, les constructeurs ont pu compter sur les progrès des logiciels de simulation, notamment en thermodynamique, qui permettent de mieux comprendre les phénomènes en jeu lors de la combustion du carburant dans le moteur. Et donc d’injecter la quantité d'essence juste nécessaire, au bon endroit et au bon moment.
Des progrès ont également été réalisés dans les sciences des matériaux et les traitements de surfaces. Plus résistants aux frottements et aux hautes températures, les moteurs modernes peuvent fonctionner à des pressions plus élevées. Cela permet, au choix, de gagner en puissance à cylindrée équivalente (par l’ajout de turbos, par exemple), ou de consommer moins à puissance équivalente, par une diminution de la cylindrée (cette tendance qu’on appelle “downsizing”). Mais dans tous les cas, le rendement théorique d’un moteur à explosion étant limité, les ingénieurs se rapprochent d’un plafond, et les gains de performances à attendre de ces technologies ne dépasseront plus à l’avenir quelques pourcents.
Des normes sujettes à changements
Plus récemment, il a fallu ajouter un facteur temps à l’équation, tant les constructeurs peinent à anticiper les évolutions des normes sur les émissions polluantes. Historiquement, les normes Euro servaient à orienter les travaux de recherche, en mettant l’accent sur tel ou tel type de pollution. Elles ont permis d’étaler dans le temps la prise en compte des différentes émissions (mesure du monoxyde de carbone dès 1993, des NOx depuis 2001, du nombre de particules fines à partir de 2011).
Seulement, en Europe comme ailleurs, les débats sur les émissions impliquent toujours davantage d’acteurs, et se voient ralentis. Les constructeurs ont du mal à suivre un calendrier défini à l’avance, comme ils le faisaient par le passé. Alors qu’il faut quatre à cinq ans en moyenne pour développer un nouveau moteur, les normes sont aujourd’hui sujettes à révision jusqu’au dernier moment ou presque. "Nous sommes obligés de faire des paris, des hypothèses. Ce qui se traduira forcément par le renchérissement des véhicules en fonction des technologies choisies", indiquait ainsi en février dans nos colonnes Gilles le Borgne, le directeur R&D de PSA Peugeot-Citroën.
La dimension économique
On touche du doigt la dernière variable de l’équation : la dimension économique. Les voitures doivent donc être plus sûres, plus confortables, plus puissantes, moins gourmandes et moins polluantes, mais elles doivent toujours rester abordables. Tous les constructeurs partagent ces contraintes. Mais s’était sans compter les spécificités du marché américain, qui ont poussé Volkswagen à la faute avec son moteur EA-189.
Pour quelle raison ? Parce que le groupe a voulu être le premier Européen à s’imposer sur le marché américain avec des véhicules diesel d’entrée de gamme à la fois propres et économiques. Une stratégie beaucoup trop ambitieuse, qui tient de la quadrature du cercle. Un véhicule Diesel restera toujours plus coûteux à fabriquer qu’un véhicule essence, et aux Etats-Unis ce carburant n’est pas moins cher que l’essence comme en Europe. Et surtout, les normes américaines sur les émissions de NOx sont beaucoup plus strictes que leurs équivalentes européennes.
De là à la fraude, il n'y avait qu'un pas...
Pour schématiser, disons qu’en 2008 Volkswagen a voulu vendre aux Etats-Unis des véhicules Diesel compatibles Euro 5 sur un marché où les normes étaient déjà plus dures que notre actuelle Euro 6 ! La démarche, à l'époque, soulève les interrogations des autorités américaines. Mais la machine commerciale est lancée, et le constructeur veut à tout prix séduire avec son “Clean Diesel”.
D’autant que l’objectif lui semblait presque à portée de mains : en poussant au maximum le fonctionnement du NOx Trap (la technologie disponible à l’époque pour capturer les NOx), les seuils d’émissions étaient respectés. Problème, cela entraînait une surconsommation trop importante du véhicule, car le piège à Nox fonctionne par injection de carburant. D’où cette décision de paramétrer le moteur pour que le NOx Trap soit activé au maximum pendant les phases de tests, et reste inactif en conditions de roulage normal...
Ce n’est pas tout. En 2012,Volkswagen équipe ses moteurs EA-189 du système de réduction des NOx par catalyse (les systèmes SCR, pour Selective catalyst reduction), plus efficaces que les NOx Trap. Mais à nouveau, la dimension économique de l’équation rattrape le constructeur, qui se voit contraint de poursuivre la fraude. En effet, pour répondre à ces normes américaines si sévères, le système SCR aurait dû injecter une très grande quantité d’urée (le catalyseur qui élimine chimiquement les NOx). A l’usage, l’automobiliste aurait dû faire le plein de cet additif très souvent, entraînant un surcoût qui se serait apparenté à un vice de fabrication et que le constructeur aurait été incapable à justifier.
Au final, en souhaitant attaquer le marché américain avec ses moteurs diesel, Volkswagen a cherché à faire croire qu'il avait résolu cette équation impossible. Et il a échoué.
Frédéric Parisot
Source: http://www.usinenouvelle.com/article/l- ... de.N353531
Dans quel engrenage Volkswagen qui s'apprêtait à devenir le leader de l’automobile mondiale a-t-il mis le doigt pour se retrouver réduit à de telles pratiques ? Pour tenter de démêler les raisons qui ont placé le groupe de Wolfsburg dans cette situation, il faut revenir plusieurs décennies en arrière…
Si l’automobile a beaucoup progressé ces trente dernières années, certaines données sont restées inchangées. Prenez la Golf. Impossible de confondre la deuxième génération du best-seller de Volkswagen, sortie dans les années 90, avec la sixième version, qui date de la fin des années 2000.
Les fiches techniques des deux modèles, en version Diesel d’entrée de gamme, n’ont vraiment rien de commun… Un chiffre, pourtant, est resté le même : le rapport poids/puissance. La Golf II TDI de 1992 pèse 1012 kilos pour 80 chevaux, et la Golf 6 TDI de 2008 affiche 1355 kilos pour 105 chevaux. Le rapport poids/puissance est donc de 12,6 kg par cheval pour la première, et de 12,9 kg par cheval pour la seconde. Que signifient ces chiffres si proches ? Que la puissance des moteurs a augmenté exactement dans les mêmes proportions que le poids des véhicules.
Besoins en sécurité et confort
Cette prise de poids – qui n’est pas propre à la Golf mais touche tous les véhicules modernes - est due à plusieurs facteurs. D’abord au durcissement des normes de sécurité, qui obligent les constructeurs à renforcer les châssis de leurs véhicules et à multiplier les airbags et autres systèmes de sécurité passive. Ensuite, il leur faut proposer des autos toujours plus confortables, avec toujours plus d'équipements (info-divertissement, commandes électriques, et demain tous les équipements du véhicule autonome...). Or ces équipements rajoutent du poids sur la balance.
Les différents systèmes de réduction des émissions polluantes, qui se sont accumulés au fil des ans sur les moteurs et les échappements représentent eux aussi un poids non négligeable. Et donc une hausse de la consommation. En outre, tous ces dispositifs (filtres à particules, vannes EGR, pièges à NOx et autres systèmes SCR) fonctionnent comme autant de barrières à l’échappement, et limitent la puissance des moteurs.
Si la sécurité, le confort et les critères environnementaux sont déterminants pour séduire les acheteurs, ces derniers ne sont pas prêts à sacrifier pour autant l’agrément de conduite. Pour ne pas que l’embonpoint transforme les véhicules en “chars d’assaut”, impossibles à faire décoller au feu rouge, les constructeurs ont dû installer des blocs moteurs toujours plus puissants. Le problème, c’est que ces gains de puissance s’accompagnent d’une augmentation de la consommation.
Puissance versus consommation
L’équation consiste donc à fabriquer des moteurs plus performants pour compenser la prise de poids des véhicules, mais aussi moins gourmands pour rester économiques (et satisfaire les critères mondiaux sur les rejets de CO2). Pour résoudre cette équation, les constructeurs ont pu compter sur les progrès des logiciels de simulation, notamment en thermodynamique, qui permettent de mieux comprendre les phénomènes en jeu lors de la combustion du carburant dans le moteur. Et donc d’injecter la quantité d'essence juste nécessaire, au bon endroit et au bon moment.
Des progrès ont également été réalisés dans les sciences des matériaux et les traitements de surfaces. Plus résistants aux frottements et aux hautes températures, les moteurs modernes peuvent fonctionner à des pressions plus élevées. Cela permet, au choix, de gagner en puissance à cylindrée équivalente (par l’ajout de turbos, par exemple), ou de consommer moins à puissance équivalente, par une diminution de la cylindrée (cette tendance qu’on appelle “downsizing”). Mais dans tous les cas, le rendement théorique d’un moteur à explosion étant limité, les ingénieurs se rapprochent d’un plafond, et les gains de performances à attendre de ces technologies ne dépasseront plus à l’avenir quelques pourcents.
Des normes sujettes à changements
Plus récemment, il a fallu ajouter un facteur temps à l’équation, tant les constructeurs peinent à anticiper les évolutions des normes sur les émissions polluantes. Historiquement, les normes Euro servaient à orienter les travaux de recherche, en mettant l’accent sur tel ou tel type de pollution. Elles ont permis d’étaler dans le temps la prise en compte des différentes émissions (mesure du monoxyde de carbone dès 1993, des NOx depuis 2001, du nombre de particules fines à partir de 2011).
Seulement, en Europe comme ailleurs, les débats sur les émissions impliquent toujours davantage d’acteurs, et se voient ralentis. Les constructeurs ont du mal à suivre un calendrier défini à l’avance, comme ils le faisaient par le passé. Alors qu’il faut quatre à cinq ans en moyenne pour développer un nouveau moteur, les normes sont aujourd’hui sujettes à révision jusqu’au dernier moment ou presque. "Nous sommes obligés de faire des paris, des hypothèses. Ce qui se traduira forcément par le renchérissement des véhicules en fonction des technologies choisies", indiquait ainsi en février dans nos colonnes Gilles le Borgne, le directeur R&D de PSA Peugeot-Citroën.
La dimension économique
On touche du doigt la dernière variable de l’équation : la dimension économique. Les voitures doivent donc être plus sûres, plus confortables, plus puissantes, moins gourmandes et moins polluantes, mais elles doivent toujours rester abordables. Tous les constructeurs partagent ces contraintes. Mais s’était sans compter les spécificités du marché américain, qui ont poussé Volkswagen à la faute avec son moteur EA-189.
Pour quelle raison ? Parce que le groupe a voulu être le premier Européen à s’imposer sur le marché américain avec des véhicules diesel d’entrée de gamme à la fois propres et économiques. Une stratégie beaucoup trop ambitieuse, qui tient de la quadrature du cercle. Un véhicule Diesel restera toujours plus coûteux à fabriquer qu’un véhicule essence, et aux Etats-Unis ce carburant n’est pas moins cher que l’essence comme en Europe. Et surtout, les normes américaines sur les émissions de NOx sont beaucoup plus strictes que leurs équivalentes européennes.
De là à la fraude, il n'y avait qu'un pas...
Pour schématiser, disons qu’en 2008 Volkswagen a voulu vendre aux Etats-Unis des véhicules Diesel compatibles Euro 5 sur un marché où les normes étaient déjà plus dures que notre actuelle Euro 6 ! La démarche, à l'époque, soulève les interrogations des autorités américaines. Mais la machine commerciale est lancée, et le constructeur veut à tout prix séduire avec son “Clean Diesel”.
D’autant que l’objectif lui semblait presque à portée de mains : en poussant au maximum le fonctionnement du NOx Trap (la technologie disponible à l’époque pour capturer les NOx), les seuils d’émissions étaient respectés. Problème, cela entraînait une surconsommation trop importante du véhicule, car le piège à Nox fonctionne par injection de carburant. D’où cette décision de paramétrer le moteur pour que le NOx Trap soit activé au maximum pendant les phases de tests, et reste inactif en conditions de roulage normal...
Ce n’est pas tout. En 2012,Volkswagen équipe ses moteurs EA-189 du système de réduction des NOx par catalyse (les systèmes SCR, pour Selective catalyst reduction), plus efficaces que les NOx Trap. Mais à nouveau, la dimension économique de l’équation rattrape le constructeur, qui se voit contraint de poursuivre la fraude. En effet, pour répondre à ces normes américaines si sévères, le système SCR aurait dû injecter une très grande quantité d’urée (le catalyseur qui élimine chimiquement les NOx). A l’usage, l’automobiliste aurait dû faire le plein de cet additif très souvent, entraînant un surcoût qui se serait apparenté à un vice de fabrication et que le constructeur aurait été incapable à justifier.
Au final, en souhaitant attaquer le marché américain avec ses moteurs diesel, Volkswagen a cherché à faire croire qu'il avait résolu cette équation impossible. Et il a échoué.
Frédéric Parisot
Source: http://www.usinenouvelle.com/article/l- ... de.N353531
