Pourquoi le moteur rotatif est tombé en panne

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Felix Wankel et NSU ont créé un moteur à combustion interne plus petit et moins complexe. Voici pourquoi cela a échoué.

Pendant un certain temps, le moteur rotatif Wankel semblait être l’avenir. En 1963, le constructeur automobile allemand NSU, absorbé plus tard par Audi, a lancé la Wankel Spider, la première voiture de production à combustion interne non propulsée par des pistons alternatifs ; 1967 a vu NSU lancer le Ro80 à double rotor et Mazda lancer le Cosmo Sport. Mercedes a effectué des recherches sérieuses sur le moteur, et GM pensait même que le moteur rotatif remplacerait le moteur à pistons dans tous les modèles, de la Vega à la Corvette. Il est apparu que le Rotary Wankel représentait une meilleure voie à suivre, mais avec le recul, nous savons que ce n’est absolument pas le cas.

Kenichi Yamamoto, chef de l'équipe qui a développé le moteur rotatif de Mazda et plus tard président du constructeur automobile, a écrit dans son livre Rotary Engine de 1981 que les moteurs à vapeur rotatifs remontent aux années 1700. Dès 1908, un certain nombre d'ingénieurs fabriquaient des moteurs rotatifs à combustion interne, mais c'est la conception de base de l'Allemand Felix Wankel qui devint une réalité de production. "Premièrement, son principe est supérieur", a écrit Yamamoto. "Deuxièmement, des efforts énormes et inlassables ont été déployés pour que cela fonctionne."

Alors qu'aujourd'hui nous avons bel et bien accepté la justesse fondamentale du moteur à pistons à quatre temps, John B. Hege dans The Wankel Rotary Engine: A History souligne qu'au début de la voiture, ce n'était pas nécessairement le cas. Un moteur à pistons est complexe, avec de nombreuses pièces mobiles ; un moteur rotatif est beaucoup plus simple, généralement avec deux rotors en forme de triangle attachés à un arbre excentrique et sans aucun système de soupapes. Le mouvement du rotor ouvre et ferme les ports d'admission et d'échappement. Les constructeurs automobiles cherchent à réduire la complexité et donc les coûts autant que possible, c'est pourquoi le moteur rotatif Wankel était très attrayant. De plus, les pistons qui montent et descendent dans un moteur conventionnel créent d'énormes forces de secousse, ce qu'il est préférable de gérer en augmentant le nombre de cylindres. Un moteur rotatif n'a pas de masse alternative, juste une masse rotative, donc même un moteur à rotor unique est parfaitement lisse. Les moteurs rotatifs sont également beaucoup plus petits que leurs homologues à piston, ce qui permet toutes sortes de possibilités d'emballage soignées. Tout cela a conduit à des « efforts énormes et inlassables » non seulement de la part de Mazda et NSU, mais aussi de Citroën, Mercedes-Benz, American Motors et même de GM, entre autres.

Dans les années trente, Wankel a travaillé à la fois sur des moteurs à pistons dotés de soupapes en forme de disque rotatif et sur de véritables moteurs rotatifs. Il était également un militant nazi et s'est heurté à la direction du parti et a été emprisonné en 1933. Ses prouesses techniques ont suscité l'intérêt de Daimler-Benz, dont l'ingénieur en chef a convaincu l'un des conseillers d'Hitler, Wilhelm Keppler, de libérer Wankel. Apparemment, Wankel était un peu têtu car il a travaillé moins d'un an chez Mercedes avant d'aller travailler pour BMW. En 1936, le gouvernement nazi lui donna son propre atelier pour développer davantage les moteurs à pistons et soupapes à disque, qui furent finalement utilisés dans les chasseurs et les torpilles de la Luftwaffe. Wankel a été emprisonné après la guerre et libéré en 1946, et Keppler l'a ensuite intégré à la NSU.

La conception rotative originale de Wankel comportait à la fois un rotor triangulaire comme celui que nous connaissons aujourd'hui, mais avec une chambre de combustion qui tournait également. En 1954, NSU a lancé un compresseur de moto utilisant cette conception. Cependant, c'est Hanns Dieter Paschke de NSU (à l'insu de Wankel) qui a créé le modèle que nous connaissons aujourd'hui, avec un rotor tournant sur un arbre excentrique dans un boîtier fixe. (On l'appelait encore Wankel car Félix possédait le brevet sur ce type de moteur.)

Un prototype de moteur rotatif routier est arrivé en 1957, et NSU le présenta bientôt comme le moteur du futur. Le regard de Road & Track de juin 1960 sur le Wankel et d'autres types de moteurs rotatifs prend un ton de perplexité sceptique. Il conclut : « des centaines de types de vannes rotatives ont été essayés et c'est leur défaillance uniforme et régulière qui a tendance à rendre l'ingénieur le plus sophistiqué un peu moins qu'optimiste à l'égard de toute forme de moteur rotatif. Si une vanne rotative de petit diamètre ne fonctionnera pas - comment une unité encore plus grande pourrait-elle fonctionner comme moteur ? Les chances sont très minces et en attendant, nous ne pouvons qu'attendre (et espérer) de voir si le moteur NSU s'avérera être une avancée profonde et importante, ou un autre feu follet.