Tout savoir sur le moteur rotatif, aussi connu comme le moteur à rotation ou moteur Wankel !

Le moteur rotatif est une technologie fascinante qui a été inventée par Felix Wankel dans les années 1950. Bien qu’il ne soit plus largement utilisé dans les voitures de série de notre époque, il a marqué l’histoire de l’industrie automobile. Le moteur Wankel offre des avantages uniques par rapport aux moteurs à pistons traditionnels. Mazda, en particulier, a contribué à populariser cette innovation avec ses modèles emblématiques. Qu’a-t-il de si spécial ? C’est ce que nous allons voir dans les prochaines lignes de cet article.

Qu’est-ce qu’un moteur rotatif ?

Le monde automobile connaît bien les moteurs à 4 cylindres, V6 ou V8, V12… Cependant, un autre type de moteur thermique a su se faire une place : le rotatif. On le connaît aussi sous le nom de moteur Wankel. Sa conception unique le distingue des moteurs classiques à pistons. Alors que ces derniers fonctionnent par va-et-vient, le moteur rotatif utilise un rotor triangulaire tournant en continu dans un carter. Ce rotor divise la chambre en trois espaces où se déroulent successivement les phases d’admission, de compression, de combustion et d’échappement.

Ce fonctionnement en continu du moteur Wankel permet d’éviter les arrêts brusques du piston. Il devient ainsi plus fluide, tout en générant moins de vibrations. Pour votre information, ce type de moteur est principalement utilisé dans l’automobile, et plus particulièrement chez Mazda. Néanmoins, il a également été exploré dans d’autres domaines tels que l’aviation. Sa compacité, couplée à une puissance impressionnante surtout à haut régime, en fait un choix privilégié pour les véhicules sportifs.

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L’histoire du moteur Wankel

Felix Wankel a inventé ce type de moteur dans les années 1950. Sa première application commerciale a été réalisée par la marque allemande NSU, avec la NSU Spider. Cette dernière est d’ailleurs la première voiture à être équipée d’un moteur rotatif en 1964. Néanmoins, c’est Mazda qui a véritablement fait connaître cette technologie à travers ses modèles comme la Cosmo, la RX-7 et la RX-8.

Dans les années 1970, de nombreuses marques automobiles, dont Citroën et Mercedes-Benz, se sont eux-aussi intéressées au moteur Wankel. N’empêche, seules quelques-unes l’ont réellement intégré dans leurs véhicules.

Comment fonctionne un moteur rotatif ?

Pour pouvoir fonctionner correctement, un moteur rotatif compte sur quelques éléments essentiels :

• Le rotor : la pièce centrale, en forme de triangle, remplit le rôle du piston dans un moteur classique. Il divise la chambre de combustion en trois zones où se produisent les différentes étapes du cycle.
• Le carter : c’est l’enveloppe dans laquelle tourne le rotor. Sa forme particulière permet à cette pièce triangulaire de toujours rester en contact avec ses parois pour assurer l’étanchéité des chambres de combustion.
• Les bougies d’allumage : elles sont responsables de l’allumage du mélange air-carburant lors de la phase de combustion. Contrairement aux moteurs classiques, les moteurs rotatifs utilisent souvent deux bougies par rotor pour assurer une combustion complète.
• Les joints d’étanchéité : ces pièces jouent un rôle crucial dans le maintien de la compression en empêchant les fuites de gaz entre les différentes chambres. L’usure rapide de ces joints est l’un des défis techniques majeurs du moteur rotatif.

Quant à son mode de fonctionnement, le moteur Wankel suit un cycle à quatre temps : admission, compression, combustion et échappement. Ces étapes se déroulent simultanément dans différentes parties du rotor. Chaque pointe du rotor agit comme une sorte de piston, créant trois chambres de combustion distinctes,comme on l’a expliqué précédemment.

Lors de l’admission, un mélange air-carburant est aspiré dans la première chambre. Le rotor continue alors de tourner. Parallèlement, il comprime le mélange jusqu’à ce qu’il atteigne la phase de combustion, où il est enflammé par une bougie d’allumage. Cette explosion propulse le rotor, qui à son tour, crée de l’énergie mécanique pour faire tourner l’arbre d’entraînement. L’échappement se produit pendant que le rotor continue son mouvement, expulsant les gaz brûlés. Ce processus permet au moteur rotatif de produire de la puissance de manière fluide et constante.

Quels sont les avantages d’un moteur rotatif ?

Ce type de moteur à combustion interne présente plusieurs atouts qui ont séduit de nombreux constructeurs automobiles.

• Compacité et légèreté : sa conception permet de réduire considérablement l’encombrement sous le capot.
• Simplicité mécanique : avec moins de pièces mobiles, on obtient potentiellement une meilleure fiabilité et un entretien simplifié.
• Fonctionnement silencieux : l’absence de va-et-vient des pistons réduit les vibrations et le bruit du moteur.
• Régime élevé : le moteur rotatif peut atteindre des régimes très élevés sans risque de désynchronisation.
• Rapport puissance/poids avantageux : pour une cylindrée équivalente, il offre généralement plus de puissance qu’un moteur conventionnel.

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Quid de ses inconvénients ?

Malgré ses avantages, le moteur à rotation fait face à plusieurs défis qui ont limité son adoption massive :

• Problèmes d’étanchéité : les joints apex, situés aux extrémités du rotor, s’usent rapidement. Et cela affecte les performances et la longévité du moteur.
• Consommation élevée : le moteur rotatif consomme généralement plus de carburant qu’un moteur à pistons équivalent, en partie à cause des problèmes d’étanchéité.
• Consommation d’huile importante : la lubrification constante nécessaire entraîne une consommation d’huile élevée, entraînant un impact environnemental non négligeable.
• Émissions polluantes : les moteurs rotatifs ont du mal à respecter les normes d’émissions modernes. Sans conteste, ce point pose un défi majeur pour leur utilisation dans les véhicules contemporains.
• Coûts de maintenance : le remplacement fréquent des joints et la nécessité d’une expertise spécifique rendent l’entretien plus coûteux.

Ces inconvénients ont, en effet, conduit de nombreux constructeurs à abandonner le développement de moteurs Wankel pour les véhicules grand public.

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Mazda et le moteur rotatif

Mazda a été le principal défenseur du moteur rotatif dans l’industrie automobile. La marque japonaise a introduit ce moteur dans des modèles emblématiques comme la RX-7 et la RX-8. Et ces voitures ont marqué l’histoire par leurs performances exceptionnelles et leur design unique.

L’utilisation du moteur rotatif dans les courses automobiles, en particulier aux 24 Heures du Mans, a également montré ses capacités. En 1991, le constructeur nippon est devenu la première marque japonaise à remporter cette compétition grâce à sa 787B équipée d’un moteur Wankel. Malgré ces succès, le moteur a été progressivement abandonné. Sa faible fiabilité à long terme et ses coûts d’entretien élevés en sont la cause.

Mazda a surpris le monde en 1991 : l’outsider et son moteur rotatif avait gagné les 24h du Mans, devant des géants comme Porsche, Mercedes, ou encore Jaguar.

Malgré son déclin dans les années 2000, Mazda n’a jamais complètement abandonné le moteur rotatif. La marque continue en fait de travailler sur cette technologie. Elle envisage même de l’utiliser comme prolongateur d’autonomie dans ses futurs véhicules hybrides, notamment dans le MX-30.

Cette nouvelle approche pourrait redonner une seconde vie au moteur Wankel. Cette fois-ci, il sera utilisé pour générer de l’électricité plutôt que pour propulser directement les véhicules. Ce nouveau rôle pourrait s’avérer idéal. En effet, il exploiterait les avantages de compacité et de puissance du moteur. Et ce, en contournant les problèmes liés à la consommation de carburant.

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