Puissance élevée, couple généreux, faible consommation et émissions, le tout offert avec une onctuosité inégalée dans la catégorie : le turbodiesel 2,0 litres Opel de nouvelle génération se veut la référence dans chacun de ces domaines. Présenté sous les capots de l’Insignia et du Zafira Tourer au Mondial de l’Automobile 2014 de Paris (du 4 au 19 octobre), ce moteur parfaitement actuel signe une étape importante dans la mise en œuvre du renouveau de la gamme de motorisations d’Opel.

Développant 125 kW/170 ch et un couple important de 400 Nm, il va remplacer l’actuel 2.0 CDTI 120 kW/163 ch au sommet de la gamme diesel Opel. Ce moteur très sobre, conforme aux normes Euro 6, gagne près de 5% en puissance et 14% en couple, tout en abaissant sa consommation et ses émissions de CO2. Parallèlement, ce moteur offre aussi un fonctionnement remarquablement silencieux et onctueux. C’est là le résultat de l’objectif affirmé d’Opel, qui a mis en œuvre de multiples mesures d’ « ingénierie sonore » pour réduire au minimum bruits et vibrations.

« Ce moteur sophistiqué s’accorde à merveille avec nos hauts de gamme Insignia et Zafira Tourer, » commente Michael Ableson, Vice President Vehicle Engineering Europe. « Sa forte puissance spécifique, son raffinement, sa frugalité et le pur plaisir qu’il offre à la conduite en font l’un diesels de référence dans sa catégorie. Et comme il est conforme à Euro 6, ce nouveau 2.0 CDTI satisfait d’ores et déjà aux normes futures. Il va accroître sensiblement l’attractivité de notre offre diesel. »

Disponible dès l’an prochain, le nouveau 2.0 CDTI sera le premier membre d’une nouvelle famille de gros moteurs Diesel développés en interne par une équipe internationale d’ingénieurs de Turin et de Rüsselsheim, aidés par des ingénieurs d’Amérique du Nord. Il sera fabriqué à l’usine de moteurs Opel de Kaiserslautern en Allemagne.

Puissance spécifique en hausse : consommations et émissions en baisse

Extraire le maximum d’énergie du minimum de carburant est la clef qui permet de concilier puissance et sobriété. Avec une exceptionnelle puissance spécifique de 85 ch au litre – la même puissance spécifique que sur la nouvelle génération de 1.6 CDTI d’Opel (110 kW/136 ch)– ce moteur offre beaucoup de plaisir de conduite, mais reste modeste pour le portefeuille de son conducteur. Son remarquable couple de 400 Nm est disponible de 1.750 à 2.500 tr/min. La puissance maxi de 125 kW/170 ch arrive déjà à seulement 3.750 tr/min.

Les secrets du rendement de ce moteur résident dans de nouveau dessin de la chambre de combustion, les tubulures d’admission au profil redessiné et le nouveau système d’injection fonctionnant à 2.000 bars et offrant jusqu’à 10 injections par cycle. Ainsi la puissance est élevée, l’atomisation du carburant est améliorée, et le fonctionnement est également plus silencieux. La définition du dessin de la seule chambre de combustion a fait l’objet de plus de 80 simulations informatiques avant que les cinq meilleures soient retenues pour finaliser le développement en vraie grandeur.

Le VGT (turbocompresseur à géométrie variable) dispose d’un actuateur électrique pour faire varier le profil de la turbine, ce qui permet d’avoir une réponse 20% plus rapide qu’une soupape à dépression. Le dessin exceptionnellement compact du VGT et de l’échangeur de température a également permis de minimiser le volume d’air entre le turbocompresseur et le moteur, ce qui participe aussi à la montée rapide en pression de suralimentation. Pour plus de longévité, le turbocompresseur est refroidi par eau et dispose d’un filtre à huile monté au point d’arrivée d’huile pour réduire l’usure du palier.

Le turbo à géométrie variable et le module de recirculation des gaz (EGR) constituent un seul ensemble, pour une efficacité optimale. Le module EGR repose sur un nouveau concept de radiateur en acier inoxydable qui offre un rendement en refroidissement de près de 90%. La soupape de décharge intégrée de l’EGR, refroidie par eau, permet d’adoucir les variations d’état et son pilotage à retour d’information (closed loop) offre une amélioration significative dans le choix du compromis entre oxydes d’azote et particules (NOx/PM) en fonctionnement transitoire, tout en améliorant la gestion des émissions de monoxyde de carbone (CO) et des hydrocarbures imbrûlés (HC).

Un diesel aussi onctueux qu’un moteur à turbine

Dès la genèse de son cahier des charges, il était capital que ce nouveau moteur fasse preuve d’une importante amélioration de son comportement en matière de bruits et vibrations. Plusieurs boucles d’optimisation acoustique réalisées en ingénierie assistée par ordinateur (CAE) ont été conduites sur chaque composant et système avant même que les premiers moteurs prototypes ne soient construits.

L’architecture du moteur a bénéficié d’améliorations dans deux zones émettant des niveaux de bruit importants : le haut et le bas moteur. Le bruit a pu être réduit par le montage d’une culasse en aluminium d’un dessin nouveau, comprenant un cache arbres à cames en composite. Ce cache est isolé de la culasse grâce à des fixations spécifiques et à un joint d’étanchéité. Le collecteur d’admission est de plus recouvert d’un couvercle réalisé en matériau insonorisant.

Sur le bas moteur, le travail a consisté à monter un nouveau module d’arbre d’équilibrage en aluminium moulé sous haute pression. Il abrite deux axes contrarotatifs qui peuvent compenser jusqu’à 83% des vibrations d’ordre secondaire du moteur. Un engrenage hélicoïdal sur le vilebrequin entraîne l’un des arbres d’équilibrage, qui lui-même entraîne l’autre arbre. Les engrenages reliant le vilebrequin et la distribution sont à taille hélicoïdale pour une réduction optimale du bruit, et l’élimination de la chaîne de distribution supprime les sources éventuelles de cliquetis. Après étude approfondie, les ingénieurs ont préféré des roulements simples plutôt que des roulements à rouleaux pour les paliers des arbres d’équilibrage, car ils se montraient à la fois moins bruyants et plus légers.

La conception du carter d’huile est également nouvelle. La solution en seul morceau fait désormais place à un carter en deux éléments, comprenant une tôle inférieure rapportée à une section supérieure en aluminium moulé sous haute pression. Le comportement aux bruits et vibrations a été travaillé en effectuant plusieurs boucles d’analyse pour optimiser acoustiquement les nervures internes et externes de ces deux éléments.

D’autres mesures d’ingénierie sonores ont encore été prises pour réduire le bruit de fonctionnement : optimisation des lois d’injection pour réduire le bruit de combustion sans compromettre la sobriété, membrures de renfort acoustiques dans le bloc en fonte, équilibrages individuels du compresseur VGT et des aubes de la turbine, profil retravaillé des dents de la courroie de distribution et attaches découplées pour son carter.

Résultat de toutes ces mesures : le nouveau moteur émet moins de bruit que son prédécesseur sur l’ensemble de sa plage de fonctionnement et se montre plus silencieux au ralenti de cinq décibels.

Rouler plus propre avec la Réduction Catalytique Sélective (SCR)

Le nouveau 2.0 CDTI se montre aussi respectueux de l’environnement qu’un moteur à essence grâce au système de Réduction Catalytique Sélective (SCR, Selective Catalytic Reduction) BlueInjection d’Opel, qui permet à ce moteur d’être conforme aux normes d’émission Euro 6.

Le BlueInjection est un post-traitement qui supprime les oxydes d’azote (NOx) des gaz d’échappement du moteur. D’infimes quantités d’AdBlue®, une solution inoffensive constituée d’urée et d’eau, sont injectées dans le flux des gaz d’échappement en amont du catalyseur SCR et en aval du filtre à particules (DPF). La solution est immédiatement transformée en ammoniac (NH3), qui va être absorbé par le catalyseur SCR. Les oxydes d’azote (NOx) présents dans les gaz d’échappement sont ensuite réduits en azote et en vapeur d’eau inoffensifs au terme d’une réaction chimique avec l’ammoniac.

La solution AdBlue, disponible dans les stations-service et chez les distributeurs Opel, est stockée dans un réservoir, qui peut être rempli si besoin est par un tuyau situé à côté de l’orifice de remplissage de carburant de la voiture.