Les bi-turbos décryptés: deux turbos, un seul objectif

Conseil d'atelier

Deux turbos sur un seul moteur. Cela pourrait faire penser à de la surenchère ou à un discours marketing, mais dans la pratique, il s'agit simplement d'une manière intelligente d’obtenir plus de couple, une consommation réduite et un confort de conduite. Seulement, derrière des termes comme bi-turbo, twin-turbo ou turbo à 2 étages se cachent des systèmes totalement différents sur le plan technique. Et c'est justement là que le bât blesse dans l'atelier. Car s'attaquer à une perte de puissance, à un code d'erreur ou à un problème de pression de charge sans savoir à quel système bi-turbo on a affaire,  c'est perdre son temps. Il est temps de démêler la jungle des turbos – une fois pour toutes.

Parallèle ou en série: un concept, deux systèmes

Il existe essentiellement deux types de systèmes bi-turbo: les systèmes en parallèle et les systèmes en série. Les deux  utilisent deux turbos, mais leur fonctionnement est fondamentalement différent.

Dans un système bi-turbo parallèle, deux turbos identiques fonctionnent simultanément et indépendamment l'un de l'autre. Chacun est entraîné par une partie des gaz d'échappement et fournit sa propre part de la pression de charge. Ce principe se prête particulièrement bien aux moteurs avec une configuration en V ou avec deux orifices d'échappement séparés.

On le retrouve sur les Renault Trafic et Opel Vivaro 1.6 dCi, d'une puissance de 125 à 145 ch. Ici, deux turbos plus petits assurent une réponse rapide sans commutation compliquée. Chaque turbo a son propre carter de turbine et son compresseur. Ils aspirent chacun de l’air, le compressent et l’envoient via un échangeur d’air vers le collecteur d’admission. Les wastegates régulent individuellement la pression par turbo, et une configuration de capteurs centrale maintient tout en équilibre.

Il en résulte un système robuste et prévisible, qui permet généralement un diagnostic assez facile en atelier. L'inconvénient: si l'un des turbos fonctionne moins bien, un déséquilibre apparaît rapidement. La perte de puissance est alors souvent subtile, mais elle se fait sentir sur toute la plage de régime.

Bi-turbo série: petit en bas, grand en haut

Le système bi-turbo en série, également appelé dual-stage ou à 2 étages, fonctionne de manière totalement différente. Ici, les turbos ne sont pas placés l'un à côté de l'autre, mais l'un après l'autre dans le système. Un petit turbo haute pression assure une montée en pression rapide à bas régime. Ensuite, le grand turbo basse pression prend le relais, pour une respiration supplémentaire à des vitesses plus élevées. 

On retrouve ce principe dans le Renault Master 2.3 dCi (M9T), entre autres, mais aussi dans les célèbres diesels M57 de BMW, comme dans les 123d et 535d, ou dans la Mercedes OM651 et la 3.0 TDI BiTurbo d'Audi.

À bas régime, la quasi-totalité de l'énergie des gaz d'échappement est envoyée au petit turbo. Au fur et à mesure que le régime augmente, une vanne de dérivation s’ouvre et le grand turbo s’active. Côté admission, l’air est d’abord compressé par le petit turbo, puis une deuxième fois par le grand, ce qui permet d'obtenir une pression de charge élevée et stable sur une large plage de régime.

Techniquement, il s'agit sans aucun doute du système le plus complexe. Les soupapes supplémentaires, les actionneurs électriques ou à vide et les stratégies de commutation créent davantage de sources potentielles d'interférence. D'un autre côté, le comportement reste particulièrement souple, sans le classique décalage du turbo.

Qu'est-ce que cela signifie pour le diagnostic?

La différence entre les deux systèmes n'est pas seulement théorique. Elle détermine la manière dont vous interprétez les codes d'erreur et l'endroit où vous devez chercher. Un code d'erreur tel que P0299 (underboost) a une signification très différente selon qu'il s'agit d'un système en série ou d'un système en parallèle.

Avec un système parallèle, la perte de puissance indique souvent un problème avec un turbo spécifique, une soupape de décharge bloquée ou une fuite locale dans le circuit de pression. Les plaintes ne sont généralement pas liées à la vitesse, mais elles sont constantes.

Avec un système en série, en revanche, la plage de régime est cruciale. Une perte d'adhérence à bas régime est plus susceptible d'être imputée au turbo haute pression ou à son système de contrôle, tandis qu'une perte de puissance à haut régime est souvent liée au turbo basse pression, aux soupapes de dérivation ou à des problèmes de dépression. Sans cette distinction, on commence rapidement à remplacer des pièces 'au feeling'.

Pas exotiques, mais quotidiens

Détail important: ces moteurs ne sont pas des merveilles technologiques rares. Ils circulent en masse dans les camionnettes, les véhicules utilitaires et les diesels haut de gamme. La connaissance de leurs systèmes turbo n'est donc pas un luxe, mais une nécessité pour un atelier efficace.

La morale

Les bi-turbos offrent une réponse rapide, un couple élevé et de solides performances, mais seulement si vous savez quel système vous avez entre les mains. Les systèmes parallèles et en série fonctionnent de manière fondamentalement différente, ce qui détermine la manière d'interpréter les plaintes, les codes d'erreur et les problèmes de pression de charge. Un code d'erreur tel que P0299 se traite différemment selon qu'il s'agit d'un diesel biphasé ou d'un bi-turbo parallèle.

Comme toujours dans l'atelier, il faut d'abord comprendre ce qui se passe techniquement, puis commencer à chercher. Ensuite, le moteur fonctionnera comme il se doit.

Cet article a été réalisé en collaboration avec Turbo's Hoet (www.th-group.eu / www.turbopartner.com)