L’innovation et la performance sont au cœur de l’histoire de Porsche, une marque qui a su marier technologie et passion. En particulier, l’introduction des moteurs turbo a marqué un tournant décisif, parfaitement adaptée aux exigences du sport automobile. Cet article retrace les origines de cette prouesse technique et son impact sur l’univers des voitures de sport.
L’une des particularités de Porsche réside dans ses moteurs turbo, qui se distinguent par leur puissance délivrée, permettant aux voitures de sport de la marque allemande d’offrir des performances élevées. Cependant, le développement de cette technologie est né des besoins spécifiques de l’équipe de compétition.
Le sport automobile a été à l’origine de nombreuses innovations techniques qui ont ensuite été transposées dans des modèles de série. La technologie de suralimentation utilisant un turbocompresseur en fait partie.
L’introduction de ce composant dans les voitures de compétition par Porsche remonte aux années 1970. Dans une ville française appelée Teloché, près du Mans, Porsche préparait la course de 24 heures dans un petit atelier. C’était presque le soir lorsque l’ingénieur moteur Valentin Schäffer a rencontré le directeur de la compétition Ferdinand Piech et le directeur du département course Helmuth Bott. Ferdinand Piech demanda alors : « Que diriez-vous d’un Turbo ? Comme vous le savez, nous voulons participer au championnat Can-Am.
Porche a remporté un grand succès avec la 917 au Mans lors des Championnats du monde d’endurance de 1970 et 1971. Cependant, le règlement technique des moteurs pour l’année suivante n’autorisait que les moteurs d’une cylindrée maximale de 3,0 litres. En conséquence, le bloc 4,5 litres de Porsche ne pouvait plus rivaliser.
Pour cette raison, Porsche envisageait de passer au championnat Can-Am (Canadian-American Challenge Cup), qui était un véritable paradis pour les ingénieurs car il n’y avait pratiquement aucune limitation technique.
Certaines équipes étaient équipées de moteurs V8 de huit litres développant jusqu’à 800 ch. Pour cette raison, Porsche avait besoin d’une alternative aux moteurs atmosphériques éprouvés de 12 litres et de 4,5 litres de la 917. Les expériences avec un V16 n’étaient pas convaincantes en raison de son poids élevé. La solution devait passer par un moteur turbo, mais Porsche n’avait aucune expérience avec cette technologie, qui n’était même pas nouvelle puisque le premier brevet remontait à 1905.
Principe du turbocompresseur
Dans les années 60 et 70, les turbocompresseurs étaient utilisés dans les moteurs diesel des camions et occasionnellement dans certaines voitures de route et dans les courses sur pistes ovales. Mais il s’agissait d’une technologie qui n’était pas encore complètement développée.
Le principe du turbocompresseur est simple à expliquer. Le mélange d’air et de carburant brûlé quitte le cylindre vers le système d’échappement et, lors de son passage, entraîne une turbine reliée à un compresseur côté admission via un arbre. Cela met sous pression l’air entrant dans la chambre du cylindre, permettant une combustion plus efficace.
Après la réunion de Teloché, le responsable du développement des moteurs Hans Mezger (1929-2020), Valentin Schäffer et d’autres ingénieurs ont formé ce qu’on appelle aujourd’hui un « laboratoire d’idées ». Le moteur atmosphérique de 4,5 litres de la 917 devait être amélioré avec deux turbocompresseurs à gaz d’échappement et développer une puissance allant jusqu’à 1 000 ch.
Enfin, l’équipe a réalisé un travail de pionnier et a jeté les bases de l’utilisation ultérieure du moteur turbo dans la production en série. Le projet était totalement confidentiel. Les turbocompresseurs provenaient d’un fournisseur expérimenté dans les moteurs de camions.
Apprivoiser le turbo
Le 30 juillet 1971, le pilote officiel Porsche Jo Siffert effectuait ses premiers kilomètres au volant d’une 917/10 open à moteur turbo, sur le circuit d’Hockenheim. Une journée historique. « Les tests nous ont posé de nouveaux défis », explique Schäffer. « Parfois, les pilotes allaient tout droit dans les virages ou partaient en tête-à-queue parce que la puissance arrivait de manière inattendue lors de l’accélération. »
Ces surprises provenaient de ce que l’on appelle le turbo lag, le retard caractéristique de la réponse du moteur lors de l’accélération. La pression met un certain temps à s’accumuler du côté de l’admission, puis la puissance apparaît en pleine force. Ce n’était pas un problème sur les ovales où la voiture roule presque exclusivement à pleine charge, mais sur les pistes avec des virages plus serrés et de nombreux changements de charge, il a fallu apprivoiser le turbo pour le rendre plus facile à piloter.
Les ingénieurs Porsche ont découvert une solution pratique avec une wastegate, appelée wastegate, qui s’ouvre lorsque la pression de suralimentation est trop élevée, détournant les gaz d’échappement afin qu’ils ne pénètrent pas dans la turbine.
D’autre part, la soupape protège le moteur et le retard peut être mieux contrôlé car elle permettait l’utilisation de turbocompresseurs générant une pression suffisante à bas régime.
En 1972, Porsche était la seule marque à oser utiliser le turbo dans le championnat Can-Am. Le pilote et ingénieur Mark Donohue a joué un rôle décisif dans les unités de développement. Lors des débuts en course de la 917/10 Sypder, le 11 juin à Mosport (Canada), le Nord-Américain a immédiatement battu le record du tour le plus rapide de quatre secondes, soit un écart par rapport à la concurrence.
Plusieurs victoires pour la 917
Après le 19e tour, Mark Donohue est entré dans les stands avec une panne du système de compresseur. Valentin Schäffer a rapidement identifié le problème. « Un ressort tendeur coincé avait provoqué le blocage d’un volet. J’ai frappé l’essieu avec un marteau et il s’est à nouveau ouvert », se souvient l’ancien ingénieur Porsche.
Mark Donohue finirait finalement à la deuxième place. Il a cependant dû s’arrêter en raison d’une blessure. Le pilote de remplacement a gagné dès ses débuts à Road Atlanta. En 1972, la 917/10 Spyder remporte six victoires et le titre de champion Can-Am.
L’année suivante, la 917/30 poursuit sur sa lancée. Le moteur avancé de 12 cylindres refroidi par air, d’une cylindrée de 5,4 litres, délivrait une puissance de 1 000 ch. Le pilote pouvait réguler la pression de suralimentation à l’aide d’une commande rotative dans la cabine. La pression était maximale en début de course et diminuait au fur et à mesure de l’avancement. Cela réduit la charge du moteur et économise du carburant.
En 1973, Mark Donohue a remporté six des huit courses Can-Am et a regagné le titre. L’année suivante, Porsche ne participe qu’à une seule course car la réglementation avait introduit une limite de consommation de carburant. Quoi qu’il en soit, la ligue a pris fin brutalement après cette saison. Conséquence de la crise pétrolière et de la récession en Amérique du Nord, les sponsors ont fini par abandonner cette compétition.
Returnal au 911
Porsche s’est ensuite remis à se concentrer sur la 911. La suralimentation des gaz d’échappement a également atteint la 911 Carrera RSR Turbo 2.1. « Nous avons pu profiter d’une grande partie des connaissances acquises sur la 917 », explique Valentin Schäffer.
Les premiers essais de la 911 d’environ 500 ch ont eu lieu en novembre 1973 sur le circuit Paul Ricard, dans le sud de la France. Aux 24 Heures du Mans 1974, la Carrera RSR fait sensation puisqu’elle est le premier modèle à moteur turbo du Championnat du Monde d’Endurance. Gijs van Lennep et Herbert Müller ont dominé les prototypes favoris, beaucoup plus puissants, et ont terminé deuxièmes au classement général. «C’était incroyable. Cela n’avait jamais été fait auparavant», déclare Valentin Schäffer.
La technologie turbo révolutionnaire introduite par Hans Mezger et Valentin Schäffer dans la compétition a également servi de base à la Porsche 911 Turbo, présentée à Paris en 1974. Hans Mezger résume sa fascination pour la voiture de sport de série la plus puissante de la marque à l’époque : « Le moteur turbo démarre là où les autres moteurs échouent. »
D’après l’article publié dans le numéro 411 de Christophorus, le magazine clients Porsche.
Images : Archives de l’entreprise Porsche AG