Avec l’envolée des prix de l’essence, convertir son véhicule au bioéthanol E85, que nous appellerons ici « éthanol », se pose de manière légitime. De manière générale, aucun véhicule essence ne peut rouler à l’éthanol sans modification. Il existe des véhicules FlexFuel d’origine, notamment chez Saab, Opel, Volkswagen ou encore Renault, mais cela reste assez minoritaire. Notons cependant qu’il s’agit ni plus ni moins que des mêmes véhicules vendus en version essence, mais avec des réglages moteur différents.
Afin de bien comprendre, d’une part, la nécessité de modifier son véhicule avant d’y mettre de l’éthanol et, d’autre part, la différence entre le boîtier éthanol et la reprogrammation éthanol, nous allons étudier les exigences chimiques de l’éthanol, le fonctionnement du boîtier, le fonctionnement de la reprogrammation moteur, puis nous conclurons sur la solution la plus adaptée à votre véhicule et à vos besoins.
1 – La chimie du bioéthanol E85
Depuis que j’exerce dans le domaine de la reprogrammation moteur en tant que motoriste calibreur indépendant, le sujet qui me passionne le plus et sur lequel je me documente le plus est bien celui de l’éthanol. On entend tout et n’importe quoi lorsque l’on se renseigne sur des forums, groupes Facebook et autres cours de miracles. On s’y voit prodiguer des recommandations par des « spécialistes » de l’éthanol, qui deviendront le lendemain médecin-Facebook sur un autre groupe, puis avocat-Facebook sur un post quelconque le surlendemain…
Pourtant, l’éthanol est loin d’être un sujet nouveau : on l’utilise depuis 1902 et sa chimie, très simple, est parfaitement connue et maîtrisée. Une molécule de bioéthanol est composée d’atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. Ce dernier élément nous intéressera tout particulièrement de par son importance massique : 35 % de la masse de la molécule est de l’oxygène.
Un moteur à combustion interne fonctionne grâce à un mélange de carburant et d’air. Dans les moteurs essence, ce mélange ne peut pas être hasardeux : il doit être parfaitement maîtrisé et évolutif en fonction du remplissage, du régime, de la température moteur, etc. On parle alors d’AFR (Air/Fuel Ratio) ou de lambda.
Sur un moteur essence, c’est relativement simple : on admet de l’oxygène uniquement via l’admission d’air. Avec de l’éthanol, en revanche, on admettra également de l’oxygène via l’admission de carburant, puisque l’éthanol en est composé. Une fois que l’on a compris cela, on comprend donc la nécessité évidente d’adapter les réglages du moteur afin de conserver des cibles lambda / AFR adaptées.
Certains me diront pourtant : « Mais moi je roule avec 50 % d’éthanol et 50 % d’essence dans mon réservoir sur ma Twingo I depuis plus de 10 ans et je n’ai aucun problème ! » Il est vrai que les moteurs ont la capacité d’adapter la quantité de carburant injectée en fonction de la lambda mesurée à l’échappement. Cela permet de s’assurer d’un ratio air/carburant parfait en toute circonstance, malgré les variations de qualité du carburant, la vétusté du moteur, etc. Cependant, cette adaptation concerne uniquement la masse de carburant injectée et non d’autres paramètres tels que les facteurs de démarrage à froid, les avances à l’allumage, les cibles lambdas, les pressions de rail… De plus, ces adaptations ne peuvent généralement qu’augmenter ou diminuer la quantité de 20 %. Or, rouler à l’éthanol dans un moteur essence nécessite d’augmenter la quantité injectée de 35 %, ce qui équivaut à la masse d’oxygène d’une molécule d’éthanol. Il apparaît donc notoire qu’une voiture essence d’origine ne peut pas rouler 100 % à l’E85.
D’ailleurs, que se passerait-il si vous veniez à mettre de l’éthanol dans votre véhicule essence sans conversion ni boîtier ?
Pour commencer, la sonde lambda va détecter un surplus d’oxygène dans les gaz d’échappement et le calculateur va recevoir l’information que le mélange air/carburant est trop pauvre. Le calculateur va réagir en augmentant la quantité de carburant injectée via les adaptations de carburant à court et long terme, ce qui aura pour effet d’augmenter les temps d’injection et d’enrichir progressivement le mélange. Mais rappelez-vous : l’éthanol est composé à 35 % d’oxygène, ce qui implique d’enrichir le mélange de 35 %. Le calculateur en est-il seulement capable ? Eh bien non. Les trims s’arrêtent généralement à +20 % et –20 %, ce qui n’offre pas un delta suffisant pour qu’une voiture essence puisse fonctionner correctement à l’éthanol. Lorsque les adaptations de carburant seront arrivées en butée haute, le calculateur va allumer un voyant moteur orange avec un code défaut P0171 « Mélange air/carburant trop pauvre ». En conséquence de ce mélange trop pauvre, les performances moteur vont diminuer, les températures d’échappement vont augmenter, fragilisant ainsi gravement le moteur et augmentant le risque de casse. Il est également probable que vous ressentiez des à-coups moteur dus à des ratés d’allumage si le moteur ne reçoit pas assez de carburant en charge.
Dans un second temps, vous subirez des problèmes de démarrage pouvant aller jusqu’à l’impossibilité de démarrer lorsque le moteur est froid.
À long terme, le mélange trop pauvre peut causer des problèmes divers pouvant aller jusqu’à la destruction du moteur.
Vous l’aurez compris : mieux vaut ne pas jouer à l’apprenti sorcier avec l’éthanol…
2 – Principes de fonctionnement du boîtier éthanol
Généralement, un boîtier éthanol pour moteur 4 cylindres se compose du boîtier lui-même et de 4 faisceaux, un par injecteur, qui se divisent chacun en deux connecteurs : le premier ira se brancher sur l’injecteur, et le deuxième ira se brancher sur le faisceau d’origine de l’injecteur. Le boîtier va donc s’intercaler entre le faisceau des injecteurs et les injecteurs eux-mêmes. À partir de là, on comprend vite deux choses :
- le boîtier va jouer un rôle de résistance ;
- le boîtier ne peut avoir qu’une seule fonction : tromper les temps d’injection.
Qu’est-ce que les temps d’injection ? Les TI, comme on les appelle, se définissent par le temps d’ouverture des injecteurs pour un cycle d’admission. Si l’on augmente ce temps d’injection, on augmente la quantité de carburant injecté.
Mais quid des autres paramètres que nous avons exposés précédemment ? Les cibles lambdas, les facteurs de cold start ? Les avances à l’allumage ? Les pressions de rail ? Eh bien, ces valeurs seront tout simplement ignorées par le boîtier, qui n’aura aucune action dessus.
En conclusion, le boîtier ne retouche qu’un seul paramètre alors qu’il faudrait en modifier bien plus pour obtenir une vraie calibration. En conséquence : difficultés de démarrage à froid, surconsommation, possible baisse des performances, usures prématurées, risque de ratés de combustion, mélange trop pauvre… Vous l’aurez compris : si la fiabilité de votre moteur est importante pour vous et que vous recherchez une solution cohérente et fiable, le boîtier n’est sûrement pas un choix judicieux.
Deux autres points restent cependant à explorer : le coût et l’homologation.
Parlons prix : de 100 € jusqu’à plus de 1 500 €. Dans cette fourchette, on trouve de tout : boîtiers haut de gamme homologués, boîtiers qualitatifs mais non homologués, simple résistance cachée dans une boîte en plastique ayant l’apparence d’un vrai boîtier, voire même une simple boîte remplie de silicone. Oui oui, vous avez bien lu : certains boîtiers ne sont rien d’autre qu’une résistance à 10 centimes noyée dans du silicone pour donner un poids rassurant à une boîte en plastique qui n’a que l’allure d’un boîtier. Il faudra donc être attentif à votre achat, délaisser bien évidemment les marketplaces bas de gamme, et se référer dans tous les cas à la documentation technique du produit, si elle existe…
Pour faire la transition vers l’homologation, n’espérez pas trouver un boîtier homologué pour moins de 500 €. De plus, l’homologation ne sera possible que si le boîtier est posé par un poseur agréé. Bien des garages ou autres professionnels de l’automobile vendent et posent des boîtiers qui ne disposent pas de l’homologation UTAC. Généralement, c’est l’installateur qui fera les démarches de modification de la carte grise pour vous, mais attention, ce n’est pas toujours le cas ! Je trouve d’ailleurs amusant de savoir que 50 % des gens qui installent un boîtier homologué ne font pas les démarches de modification de la carte grise… Dans ce cas, et si un accident survient, votre assureur pourra vous refuser l’indemnisation et la prise en charge des dégâts matériels et corporels au motif que votre carte grise n’est pas en règle.
Dernière information et non des moindres : si les services de l’État prévoient bien le passage de la carte grise de la mention « essence » vers la mention « flexfuel », il n’est en revanche pas possible de faire marche arrière ! Cela signifie que si vous devez enlever le boîtier pour une raison x ou y, et que vous avez mis en conformité votre carte grise, vous vous retrouverez désormais dans l’illégalité la plus totale, car votre véhicule sera à nouveau considéré comme un véhicule essence, alors que votre carte grise portera la mention « flexfuel » à vie !
En conclusion, le seul intérêt du boîtier comparé à une reprogrammation moteur réside dans sa possibilité d’homologation et de mise en conformité de la carte grise, argument important certes, mais irréversible.
3 – Principe de fonctionnement d’une reprogrammation moteur FlexFuel
Pour faire simple, la reprogrammation du calculateur moteur consiste à extraire les données de réglages moteur contenues dans l’ECU (Engine Control Unit) grâce à un outil dédié. Le fichier extrait est un fichier binaire qui contient les données de réglages sous forme hexadécimale. On utilise ensuite un logiciel qui permet d’ouvrir et de modifier le fichier.
Ensuite, le travail consiste à modifier tous les paramètres qui permettront au véhicule de fonctionner à l’éthanol. En voici quelques-uns :
- Injection : l’éthanol nécessite d’injecter une plus grande quantité de carburant, 35 % pour être précis. Lors d’une reprogrammation dite FlexFuel, on augmente la quantité injectée d’environ 20 %, puis les adaptations de la voiture feront le reste. Le calculateur sera donc capable d’enrichir lorsqu’il détecte la présence d’éthanol ou d’appauvrir si vous décidez de remettre de l’essence sans plomb. Ces paramètres sont appelés « Long Term Fuel Trim » ou « LTFT » pour « adaptations de carburant à long terme » et « Short Term Fuel Trim » ou « STFT » pour « adaptations de carburant à court terme ». Ensemble, ils forment les « Fuel Trims ». Un véhicule FlexFuel fonctionne avec des trims proches de +15 % avec de l’éthanol E85 et –15 % avec de l’essence sans plomb.
- Factor Cold Start : ou « facteur de démarrage à froid » en français, désigne les tables de facteurs d’enrichissement du mélange en condition de démarrage à froid. Il s’agit donc de facteurs qui augmentent la quantité de carburant en fonction de la température moteur. L’éthanol ne se vaporise pas en dessous de 7 °C : on appelle cela le point d’éclair, ce qui implique de compter uniquement sur la part de sans-plomb présente dans le mélange E85 pour démarrer (on rappelle que le E85 désigne un mélange de 85 % d’éthanol et 15 % de sans-plomb). En augmentant la masse de carburant injectée en phase de démarrage, on augmente la quantité de sans-plomb, ce qui permet le démarrage.
- Cibles lambdas : la lambda désigne la quantité d’oxygène présente dans les gaz d’échappement. Et puisque l’éthanol contient de l’oxygène, il est évident que ce paramètre doit être modifié. En fonctionnement FlexFuel, les retouches sont minimes car on doit prévoir la possibilité de remettre du sans-plomb, mais cela n’empêche pas de revoir les cibles lambdas, notamment à haut régime, afin de ne pas solliciter les pompes inutilement et de conserver des performances identiques à l’origine. Sur un fonctionnement 100 % E85, on peut modifier les tables de lambdas afin de diminuer la consommation de carburant du véhicule.
- Pression de rail : dans le cas d’un véhicule en injection directe, on doit modifier les pressions de rail, c’est-à-dire les consignes de la pompe haute pression, afin d’améliorer l’atomisation du carburant et donc son rendement. L’éthanol est un carburant qui a plus de mal à s’enflammer que l’essence, mais en améliorant son atomisation, il brûle mieux et permet un meilleur rendement.
- Basse pression : si dans bien des cas la pression de la pompe immergée dans le réservoir ne peut pas être modifiée via la cartographie moteur, il convient cependant de revoir certains paramètres comme les duty cycles afin de garantir que la pompe haute pression et/ou les injecteurs soient bien approvisionnés en carburant.
- Avances à l’allumage : l’éthanol ayant une vitesse d’inflammation plus basse que le sans-plomb, mais aussi un indice d’octane beaucoup plus élevé, il est nécessaire de modifier les avances à l’allumage si l’on veut conserver un bon rendement et profiter d’une consommation plus basse et même de meilleures performances. On modifie également les avances à l’allumage en phase de démarrage à froid, qui sont des tables spécifiques.
Vous l’aurez compris : la reprogrammation moteur FlexFuel n’a rien à voir avec un boîtier. Le nombre de paramètres modifiés étant plus important et, surtout, ces paramètres pouvant être adaptés à chaque véhicule et chaque situation (le fameux « sur-mesure »), c’est donc incontestablement la meilleure solution pour rouler au bioéthanol de manière fiable, avec de bonnes performances de démarrage et de conduite et une consommation maîtrisée.
Niveau prix, on trouve comme pour le boîtier une fourchette néanmoins plus restreinte. Ce genre de conversion coûte généralement entre 300 et 700 €. Mais à la différence du boîtier, le plus cher n’est pas toujours le meilleur… Aussi, n’hésitez pas à discuter avec votre préparateur avant de prendre rendez-vous afin de vérifier que celui-ci maîtrise son sujet. Pensez également à vérifier les avis sur la société en question afin de savoir si les clients sont satisfaits de leur reprogrammation moteur FlexFuel chez ce professionnel, et sinon quels problèmes ils ont rencontrés.
Pour conclure, je souhaiterais simplement parler du seul et unique inconvénient de la reprogrammation moteur, à savoir l’impossibilité de faire homologuer la modification.
4 – Conclusions
Vous l’aurez compris : le seul et unique point en faveur du boîtier reste la possibilité de le faire homologuer. Quant à la partie technique, les utilisateurs qui privilégient la fiabilité et la cohérence se tourneront forcément vers une reprogrammation moteur.
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