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Un turbo est un système de suralimentation qui augmente considérablement la puissance et le rendement d'un moteur en comprimant l'air qui y pénètre.

En termes simples, un moteur produit de la puissance en brûlant un mélange d'air et de carburant. Un moteur atmosphérique (non turbocompressé) ne peut aspirer qu'une quantité limitée d'air (et donc brûler une quantité limitée de carburant) en fonction de sa cylindrée. Un turbo agit comme une pompe à air qui force beaucoup plus d'air dans les cylindres du moteur, permettant d'ajouter plus de carburant et de générer une combustion bien plus importante et puissante.

Un turbo est une pièce d'ingénierie ingénieuse qui utilise une énergie autrement gaspillée pour créer plus de puissance. Il est composé de deux sections principales reliées par un arbre unique : la turbine et le compresseur.

1. Côté Turbine (La Source d'Énergie)

La turbine est montée sur le collecteur d'échappement du moteur.

• Flux des Gaz d'Échappement : Les gaz d'échappement chauds, sous-produits de la combustion, quittent les cylindres et sont dirigés vers le carter de la turbine.

• Mise en Rotation de la Roue : Ce flux de gaz à haute vitesse frappe les aubes de la roue de turbine, la faisant tourner à des vitesses extrêmement élevées, dépassant souvent 200 000 tours par minute (RPM).

• Recyclage de l'Énergie : L'énergie des gaz d'échappement, normalement expulsée inutilement dans l'atmosphère, est efficacement recyclée pour alimenter tout le système.

2. Côté Compresseur (Le Générateur de Puissance)

Le compresseur est connecté à l'admission d'air du moteur.

• Arbre Commun : La roue de turbine est physiquement reliée à la roue du compresseur par un arbre en acier forgé. Lorsque la turbine tourne, le compresseur tourne avec elle.

• Admission et Compression de l'Air : La roue du compresseur, en rotation rapide, aspire l'air ambiant et le projette violemment vers l'extérieur, comprimant l'air et le forçant dans le collecteur d'admission du moteur. Cet air comprimé est appelé boost.

• Intercooler : Lorsque l'air est comprimé, il chauffe. L'air chaud est moins dense et contient moins de molécules d'oxygène. Pour contrer cela, l'air comprimé est acheminé vers un intercooler (un échangeur de chaleur similaire à un radiateur) pour le refroidir, le rendant plus dense et permettant de comprimer plus d'oxygène dans le cylindre pour une puissance maximale.

Le résultat net est que le cylindre du moteur reçoit une charge d'air pressurisée et dense, lui permettant de brûler beaucoup plus de carburant et de générer nettement plus de chevaux et de couple qu'un moteur atmosphérique de même taille.

Les Avantages du Turbo

Les turbos sont devenus courants sur tout, des voitures de sport aux berlines familiales, grâce à deux avantages principaux :

1. Puissance et Performances Améliorées (Densité de Puissance)

Un moteur turbocompressé peut produire la puissance d'un moteur beaucoup plus gros. Par exemple, un moteur quatre cylindres turbo moderne de $2.0$ litres peut facilement générer la même puissance qu'un V6 atmosphérique de $3.5$ litres. Cela permet aux constructeurs de :

• Réduire la Taille des Moteurs : Utiliser un bloc-moteur plus petit et plus léger, ce qui améliore la tenue de route et l'agencement du véhicule.

• Augmenter la Densité de Puissance : Obtenir plus de chevaux par unité de cylindrée.

2. Meilleur Rendement Énergétique et Réduction des Émissions

Lors de conditions de conduite normales et légères (faible charge moteur), le turbo ne produit pas de boost significatif, permettant au moteur de fonctionner efficacement comme un moteur plus petit.

• « Dimensionnement Adapté » : Le petit moteur offre une excellente consommation en croisière, et le turbo fournit la puissance supplémentaire uniquement lorsque le conducteur le demande (comme lors d'une accélération ou d'un dépassement).

• Émissions Réduites : La combustion plus complète et efficace du carburant, favorisée par l'apport forcé d'oxygène, aide à réduire les émissions d'échappement nocives.

Le Compromis : Le Lag Turbo

Le principal inconvénient d'un turbo est un phénomène appelé lag turbo. Puisque le turbo est alimenté par les gaz d'échappement, il faut un moment pour que le flux de gaz soit suffisant pour faire tourner la turbine assez vite et créer une pression de boost significative.

Lorsque vous appuyez sur la pédale d'accélérateur :

1. Le moteur commence à produire plus de gaz d'échappement.

2. Les gaz d'échappement mettent du temps à faire tourner la turbine lourde jusqu'à sa vitesse de fonctionnement (le lag).

3. Une fois la vitesse cible atteinte, le boost est soudainement délivré et la voiture accélère rapidement.

Les turbos modernes, notamment ceux avec des roues de turbine plus petites (pour réduire l'inertie) ou des conceptions twin-scroll, ont considérablement minimisé ce lag.