Un moteur moderne dans une voiture de 20 ans, ça donne quoi ?

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Les progrès récents du moteur diesel sont étonnants. Cependant, si l’évolution de son rendement thermique et de sa puissance spécifique sont précisément chiffrables dans le temps, il reste des notions plus subjectives difficilement mesurables telles que l’agrément de conduite, la sonorité ou les vibrations. De même, à moteur équivalent, peut-on évaluer les progrès du châssis, du confort ou de la sécurité ? Pour en avoir le coeur net, les ingénieurs Mercedes ont inséré le nouveau moteur diesel à quatre cylindres de 204 ch (appelé OM651) de la berline C250 CDI dans une Mercedes 190D de 1988. Ce modèle était propulsé initialement par un quatre cylindres diesel de 2 litres de seulement 72 ch, le moteur le plus avancé du constructeur à cette époque et le premier à être encapsulé. L’équipe d’ingénieurs nous a décrit les problèmes techniques rencontrés lors de cette adaptation, car il faut se souvenir que la première « Baby-Benz » n’a pas été dessinée par ordinateur, mais sur des plans en papier !

Le tout récent moteur diesel Mercedes OM651 est doté de nombreuses technologies innovantes : turbo-suralimentation séquentielle à deux étages, injecteurs piézoélectriques à commande directe, pilotage des jets d’huile de refroidissement de pistons et de la pompe à eau, arbres d’équilibrage et volant bi-masse. La différence de performance entre ce moteur et l’ancien 2.0 de 1988 étant énorme, 204 cv et 370 pi-lb contre 72 cv et 90 pi-lb, l’adaptation aurait demandé beaucoup trop de modifications annexes. Il a donc été choisi de récupérer la 190 la plus puissante de l’époque : la 190 E 2.5-16 Evolution II de 235 ch et 180 pi-lb, produite en 502 exemplaires en 1992 pour une homologation en compétition afin de battre la BMW M3. Il ne fut pas difficile d’en trouver un exemplaire : Peter Lehmann, responsable de ce projet, également responsable de la conception et de la réalisation des voitures d’exposition et des concept-cars, en avait une en très bon état dans sa collection personnelle.

Le remplacement du 4 cylindres de la 190 E 2.5-16 Evolution II par l’OM651, de poids assez similaire, permettait de conserver une bonne répartition des masses. Cela n’imposait pas non plus un renforcement du système de freinage et de la suspension, le modèle d’origine prévu pour un usage sportif étant suffisamment bien adapté.

L’équipe est rodée à des études et des montages de véhicules spéciaux sur la base de plans numériques. Or, la 190 n’a pas été développée par outils de dessin assisté par ordinateur et il a donc fallu apprendre à travailler (ou réapprendre pour certains) sur des plans en papier. L’étude de l’insertion du moteur dans son compartiment s’est donc fait en superposant différents plans sur des calques. On remarqua par exemple que le carter d’huile empiéterait sur la crémaillère de direction. Une solution fut trouvée dans la banque d’organes des véhicules utilitaires utilisant également le moteur OM651 : le carter d’huile du Mercedes-Benz Sprinter permet de contourner la crémaillère. Une multitude de petites adaptations ont également été nécessaires. Par exemple, le tunnel de transmission a dû être agrandi pour recevoir la boîte de vitesses à 6 rapports au lieu de celle à 5 rapports de la 190 E 2.5-16 Evolution II. De même, le différentiel d’origine a été remplacé par celui de l’ancienne Classe C de 3.2 litres.

Peter Lehmann avoue avoir été surpris par un challenge imprévu : l’électronique. En effet, la 190 n’est pas dotée d’un réseau multiplexé, alors que le fonctionnement de l’OM651 requiert le transfert de données d’une douzaine de calculateurs. Le signal du contacteur à la clé de contact est par exemple assurée par le réseau « Bus CAN équipements intérieurs » et communiqué au « Bus CAN moteur ». La solution adoptée a été de considérer le moteur monté comme dans un banc d’essais. Son pilotage électronique est effectué par des outils de développement de la taille de deux boîtes à chaussures et installés dans le coffre. Le moteur est ainsi contrôlé exactement par les mêmes programmes que ceux embarqués dans les C250 CDI. Dernier détail : la 190 n’a pas d’ABS, donc pas de capteurs de vitesse des roues. Or, cette information est nécessaire. Des spécialistes en électronique ont été appelés en renfort et proposèrent de simuler les signaux à partir de données de vitesse récoltées sur le système d’origine.

Comparé à la Mercedes 190D, le résultat est évidemment impressionnant : l’accélération de 0 à 100 est réalisée en 6,2 secondes, soit 12 de moins. Quant à la consommation, elle est de 4,9 l/100 km selon la norme actuelle contre 7,3 l/100 km selon la norme en vigueur à l’époque. Par comparaison, la nouvelle C250 CDI, donc équipée du même moteur, consomme 5,1 l/100 km selon la norme actuelle et les simulations montrent qu’elle consommerait 4,6 l/100 km selon la norme de 1988.

La Mercedes 190 D modernisée consomme donc 0,2 l/100 km de moins que la nouvelle C 250 CDI, les deux dotées du même moteur. Elle passe également de 0 à 100 km/h en mettant 0,8 seconde de moins. Ces différences sont facilement explicables. Pour commencer, la Classe C avoue 385 kg de plus sur la bascule. Elle est aussi plus confortable, plus habitable et offre un niveau de sécurité nettement plus élevé : cellule passagers plus résistante, 7 airbags, ESP, sièges à multi-réglage, rétroviseurs électriques et dégivrants, etc. En contrepartie, malgré une surface frontale supérieure, l’aérodynamique de la C250 CDI est meilleur (SCx) en raison d’un Cx bien plus avantageux : 0,27 au lieu de 0,34.

De plus, un grand nombre de frottements dans la chaîne cinématique de la C250 CDI ont été réduits et le ventilateur de refroidissement, l’assistance de direction et l’alternateur fonctionnement avec de meilleurs rendements qu’il y a 20 ans.

La conclusion est pour Peter Lehmann : « c’est une expérience de conduite unique. Ce moteur moderne s’adapte facilement à cette voiture. Le niveau de couple est simplement inimaginable pour une voiture de cette époque, de même que la consommation nettement inférieure ».

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Yvonnick Gazeau • Mercedes-Benz AG

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