Les courroies, les chaînes et les engrenages : Ils sont l’étoffe des transmissions depuis 125 ans. Mais les boîtes de vitesses d’aujourd’hui ont autant en commun avec la transmission du Quadracycle d’Henry Ford de 1896 que le planeur en balsa de votre enfant avec le Falcon HTV-2 hypersonique disparu.
Aujourd’hui, les boîtes de vitesses manuelles traditionnelles et les boîtes automatiques équipées d’un convertisseur de couple partagent la route avec les transmissions à variation continue (TVC), les boîtes automatiques à double embrayage, les boîtes automatiques électrifiées et les transmissions à moteur électrique à répartition de puissance. Et bien que les automatiques à deux et trois vitesses et les manuelles à quatre ou cinq vitesses aient régné pendant des décennies, les nouvelles transmissions offrent sept, huit et même neuf vitesses. Alors que le nombre de vitesses dans les nouvelles voitures approche les deux chiffres, nous devons nous poser des questions : Qu’est-ce qui explique la ruée vers les vitesses supplémentaires, et combien de vitesses sont trop nombreuses ?
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Le dernier engin compte
Le dernier engouement des constructeurs est la transmission automatique à huit vitesses. BMW, Audi, Lexus et Porsche proposent actuellement des transmissions automatiques à octo-réducteur avec des convertisseurs de couple traditionnels et des trains planétaires (regardez cet article sur : rs4 gris nardo ). Ford s’est engagé à fabriquer en interne sa propre boîte automatique à huit vitesses. Chrysler a récemment annoncé qu’il accorderait une licence pour les huit vitesses construites par ZF pour les coupler au V6 Pentastar comme une option à 1000€.
Mais vous pouvez toujours aller plus haut. Le PDG de Fiat/Chrysler, Sergio Marchionne, a déclaré que la nouvelle automatique à neuf vitesses de la ZF pourrait être intégrée à de nouvelles offres de traction avant à partir de 2013. Mercedes-Benz est connu pour développer une version à neuf vitesses de sa boîte de vitesses G-Tronic pour soutenir ses modèles de performance AMG.
Il n’y a pas que les automatiques qui voient le nombre de vitesses grimper sans cesse. Ces dernières années, les boîtes de vitesses manuelles ont été reléguées au rang de voitures plus performantes ou moins chères, mais même elles voient la tendance se dessiner (et pour ce qui ai des performances : voiture la plus rapide du monde ). Porsche a dévoilé sa toute nouvelle 911 au salon de l’automobile de Francfort, en présentant une nouvelle option manuelle à sept vitesses.
Pourquoi plus de vitesses ?
Selon Craig Renneker, ingénieur en chef des transmissions de la Ford Motor Company, plus de vitesses permettent aux ingénieurs du groupe motopropulseur de travailler avec plus d’engrenages. Cela signifie que le premier rapport peut être plus court pour une meilleure accélération hors ligne, tandis que les rapports supérieurs peuvent être plus hauts pour une meilleure économie de carburant. Le fait d’avoir plus de vitesses permet aux moteurs plus petits et plus économiques de propulser de plus gros véhicules ou d’améliorer l’efficacité des moteurs existants.
« Si vous m’aviez demandé, il y a cinq ans, si une boîte à huit vitesses permettrait d’obtenir un meilleur rendement, j’aurais répondu non », explique M. Renneker, « car le sixième embrayage supplémentaire nécessaire pour une boîte à huit vitesses aurait créé une traînée interne [perte d’énergie parasite] plus importante que celle que peut offrir la portée supplémentaire des vitesses. Nous avons récemment découvert comment réduire les pertes de traînée de l’embrayage pour que huit vitesses soient bénéfiques. Il est maintenant logique de sauter des cinq embrayages nécessaires pour un six vitesses, et l’ensemble permet d’économiser 2 à 6 % de carburant« .
Le porte-parole de Porsche, Dave Engelman, a déclaré que le pas audacieux de son entreprise vers une boîte manuelle à sept vitesses – une version très modifiée de l’actuelle boîte manuelle automatisée Porsche PDK – était également motivé par l’économie de carburant. « Traditionnellement, les modèles Porsche équipés d’une boîte manuelle atteignent leur vitesse maximale en première (sixième). La nouvelle septième vitesse est plus haute, abaissant le régime moteur à n’importe quelle vitesse, ce qui réduit la consommation de carburant et les émissions de CO2 sans compromettre l’accélération ou la vitesse de pointe ».
A partir de combien de vitesses c’est trop ?
Chaque constructeur répond à cette question de manière différente. En plus d’offrir des changements de vitesse plus souples, un meilleur rendement énergétique et une accélération améliorée, un nombre de vitesses plus élevé aide également le marketing en donnant simplement l’impression aux clients que la voiture est dotée d’une technologie sophistiquée (wow, sept vitesses !) Mais certains constructeurs automobiles évitent les nouveaux rapports plus élevés au nom de la fiabilité du produit.
Ford Renneker déclare : « Même si l’un de nos concurrents propose un neuf vitesses, nous avons estimé que la complexité supplémentaire n’était pas bénéfique. Nous ne trouvons pas vraiment l’intérêt d’utiliser neuf vitesses pour le moment. Nous pouvons faire tout ce que nous voulons, et ce que nous pensons que le client a besoin, avec huit ».
En ce qui concerne les vitesses supérieures à neuf, M. Renneker déclare : « À l’avenir, nous pourrions trouver un bon arrangement, par exemple, pour une transmission à 11 vitesses. Cela pourrait avoir du sens si nous parvenons à réduire suffisamment les pertes, mais il faudrait d’abord trouver un bon usage pour les 11 vitesses. Peut-être une opération spécialisée comme un premier engrenage de liane ultraléger ? Il faudra voir ».
Vers l’avenir
L’augmentation des vitesses n’est qu’une partie du problème. Les nouveaux types de transmission disponibles modifient également la façon dont les conducteurs envisagent de changer de vitesse. La transmission à variation continue peut choisir parmi un choix presque illimité de rapports, ce qui rend théoriquement obsolète les transmissions à engrenages fixes. En pratique, cependant, l’augmentation de la puissance des TVC pour les moteurs plus puissants tend à éliminer leur avantage en termes d’efficacité par rapport aux automatismes conventionnels modernes et aux manuels automatisés à double embrayage (plus d’informations sur la reprogrammation moteur ). Les TVC ont également tendance à laisser les clients perplexes quant à l’expérience de conduite, car le moteur et la transmission ne se comportent pas comme la plupart des conducteurs en ont l’habitude.
Il est donc peut-être prématuré de prédire l’extinction définitive de la boîte de vitesses manuelle. Les boîtes de vitesses manuelles continuent d’être les plus efficaces du point de vue énergétique, quoi qu’en disent les étiquettes de consommation de carburant. Le nombre de véhicules équipés d’une boîte manuelle continuera de baisser, mais une partie des conducteurs voudra changer de vitesse par eux-même.
Les transmissions électrifiées vont certainement se généraliser, comme le montrent les modèles ActiveHybrid de BMW, la Mercedes-Benz S400 Hybrid et la Honda CRZ. Lorsqu’on lui a demandé si la nouvelle huit vitesses de Ford inclurait une variante hybride, M. Renneker a répondu : « Toute nouvelle transmission que nous faisons est développée dans cette optique. C’est sans aucun doute dans notre optique que nous examinerons ce qu’il faudrait pour électrifier cette transmission ».
Toutes ces transmissions auront leur place, dit Renneker au PM : « Ce qui est intéressant dans l’industrie des transmissions aujourd’hui, c’est que pendant que les transmissions à double embrayage étaient en cours de développement, les planétaires n’étaient pas immobiles. Elles étaient de mieux en mieux. Par conséquent, il n’existe pas de type de transmission unique et clair qui émerge comme « l’avenir ». Les DCT, les planétaires et les TVC sont tous vivants et en cours de développement, et tous ont une niche. À mesure que les réglementations en matière de consommation de carburant se durcissent, il y aura davantage de personnalisation pour définir la transmission optimale pour chaque application ».
