Le moteur à combustion interne, ou MCI, a sans aucun doute été l’une des plus grandes innovations du XXe siècle. Il a rendu possible le transport sur de longues distances et a ainsi entraîné des changements sociaux et économiques radicaux. Aujourd’hui, le MCI arrive en fin de vie, les interdictions de vente de voitures neuves à essence et diesel entrant en vigueur dans de nombreux pays au cours de cette décennie et de la suivante. Cela ne signifie toutefois pas la fin de l’innovation liée au MCI.
Inévitablement, les véhicules à moteur thermique continueront d’être utilisés pendant plusieurs décennies après l’interdiction de la vente de nouveaux véhicules de ce type. Les véhicules électriques à batterie (BEV) constituent actuellement la principale alternative aux véhicules à moteur thermique et ne représentaient, en 2021, que 6 % des ventes mondiales de voitures. Il faudra beaucoup de temps aux constructeurs pour augmenter la production de BEV afin de répondre à la demande actuelle en véhicules, et cette demande ne fait qu’augmenter à mesure que les populations croissent et que les pays se développent. En attendant, les gouvernements doivent toujours atteindre leurs objectifs climatiques globaux. Il est donc nécessaire de réduire les émissions nocives produites par les véhicules à moteur à combustion interne existants. L’utilisation de carburants alternatifs constitue un moyen d’y parvenir.
Parmi les carburants alternatifs, on peut citer les biocarburants et les carburants synthétiques. Les biocarburants sont produits à partir de matières végétales et sont eux-mêmes neutres en carbone ; lors de leur combustion, ils rejettent dans l’atmosphère autant de carbone qu’ils en ont absorbé pendant la croissance de la matière végétale d’origine. Cependant, les moteurs à combustion interne existants qui n’ont pas encore été adaptés devront être modifiés pour fonctionner au biocarburant. Les carburants synthétiques, en revanche, peuvent être utilisés dans les moteurs à combustion interne existants sans nécessiter de modification. La structure chimique de base des carburants synthétiques est identique à celle de l’essence et du diesel tels que nous les connaissons. Les uns comme les autres sont constitués d’atomes d’hydrogène et de carbone formant des hydrocarbures. Au lieu d’obtenir ces hydrocarbures à partir du pétrole, comme c’est le cas pour l’essence et le diesel conventionnels, les hydrocarbures destinés aux carburants synthétiques sont produits à partir d’hydrogène issu de l’eau et de carbone extrait de l’atmosphère. À l’instar des biocarburants, ils libèrent, lors de leur combustion, la même quantité de carbone que celle extraite de l’atmosphère pour les produire ; et si les procédés utilisés pour produire l’hydrogène et le carbone nécessaires à la fabrication de ces carburants font appel à des énergies renouvelables, les carburants synthétiques peuvent être totalement neutres en carbone.
La capture du carbone pourrait constituer une autre solution potentielle au problème des émissions générées par les véhicules à moteur à combustion interne existants. Il s’agit du processus consistant à capter le dioxyde de carbone produit par un moteur à combustion interne, avant qu’il ne soit rejeté dans l’atmosphère, puis à le stocker sous forme de produit utilisable en vue d’une utilisation ultérieure. Par exemple, le dioxyde de carbone capté pourrait être utilisé dans la fabrication de plastiques, de béton ou de carburants synthétiques, comme évoqué plus haut. Historiquement, le captage du carbone a été utilisé pour capter le dioxyde de carbone lors de la production d’électricité dans les centrales. La réduction d’échelle et l’adaptation de ce procédé à une utilisation sur les véhicules posent toutefois des défis. Ce concept a néanmoins fait ses preuves : la société énergétique Aramco a réussi à capter 40 % du dioxyde de carbone émis lors d’un trajet effectué par un poids lourd.
Malgré la tendance incontestable à privilégier les véhicules électriques à batterie (BEV) comme solution pour lutter contre les émissions de gaz à effet de serre liées aux transports, certains soutiennent qu’il existe encore une marge d’innovation dans la conception des moteurs à combustion interne (ICE). Dans leur article intitulé « The scope for improving the efficiency and environmental impact of internal combustion engines » (Transportation Engineering, volume 1, juin 2020), Leach et al. affirment qu’il est encore possible de réduire considérablement la consommation de carburant des moteurs à combustion interne et que la technologie et la fabrication des véhicules électriques à batterie (BEV) ont encore du chemin à parcourir avant de permettre des transports entièrement écologiques. Les émissions liées à la production des véhicules électriques à batterie (BEV) restent généralement supérieures à celles générées par la production de véhicules équipés de moteurs à combustion interne (ICE) ; de plus, un BEV n’est, bien sûr, aussi écologique que la méthode utilisée pour produire l’électricité qui l’alimente. Leach et al. évoquent des technologies liées aux moteurs à combustion interne telles que la réduction catalytique sélective, la recirculation des gaz d’échappement, l’allumage par compression à l’essence, l’injection d’eau, la combustion en mélange pauvre et le taux de compression variable, qui pourraient être développées davantage afin de réduire la consommation de carburant de ces moteurs. Leach et al. laissent entendre que les interdictions à venir concernant la vente de voitures neuves à essence et diesel sont prématurées et qu’elles devraient être reportées afin de laisser le temps à la technologie des véhicules électriques à batterie (BEV) de se développer davantage, les améliorations apportées à la technologie des moteurs à combustion interne (ICE) permettant entre-temps d’atteindre les objectifs climatiques.
En conclusion, les futures innovations dans le domaine des moteurs à combustion interne devraient se concentrer sur les moyens de réduire l’impact environnemental des véhicules équipés de ces moteurs, qui devraient rester en circulation pendant encore plusieurs décennies. Le développement de carburants alternatifs semble prometteur à cet égard, tandis que le captage du carbone constitue une autre technologie qui mérite d’être approfondie. Le transport individuel traverse actuellement une phase de transition vers la neutralité carbone, et les innovations liées aux moteurs à combustion interne feront partie intégrante de cette évolution.
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« Le moteur à combustion interne (ICE) touche peut-être à sa fin, mais cela ne signifie pas pour autant la fin de l'innovation dans ce domaine. »
