Les boîtes de vitesses à variation continue (CVT) sont de plus en plus présentes sur le marché automobile. Mais que sont-elles exactement ? Comment fonctionnent-elles ? Pourquoi suscitent-elles autant de controverses ? Découvrons ensemble les secrets de cette technologie fascinante.
Qu’est-ce qu’une boîte de vitesses CVT ?
Une CVT (Continuously Variable Transmission) est un type de boîte de vitesses automatique qui ne possède pas un nombre fixe de rapports ou de « vitesses ». Au lieu de cela, elle peut faire varier le rapport de démultiplication de manière infinie entre son rapport de démarrage le plus bas et son rapport de croisière le plus élevé. Cela permet au moteur de tourner au régime le plus efficace en fonction de la vitesse du véhicule, de la déclivité de la route ou des conditions de charge à un moment donné.
Pourquoi les CVT sont-elles une bonne idée ?
Tout se résume à l’économie de carburant et au fait d’avoir le bon « rapport » au bon moment. Les premières boîtes automatiques étaient des boîtes à deux vitesses, rapidement remplacées par des boîtes à trois, puis quatre vitesses. Chaque évolution a permis d’améliorer l’efficacité énergétique et l’agrément de conduite. Cette tendance s’est poursuivie jusqu’à atteindre les boîtes automatiques actuelles, qui comptent généralement huit, neuf, voire onze rapports. L’aboutissement ultime de cette évolution serait un nombre infini de rapports, et c’est précisément ce qu’offre une CVT.
Un nombre élevé de rapports réduit l’amplitude des changements de vitesse, ce qui présente plusieurs avantages :
- L’économie de carburant est améliorée car le moteur fonctionne plus souvent à son régime optimal
- La conduite en côte est plus fluide grâce à des transitions plus douces entre les rapports
- Le besoin d’un convertisseur de couple, dispositif inefficace et énergivore, est réduit
Une CVT maximise le potentiel de ce concept. Un nombre infini de rapports signifie une absence totale de paliers, d’où leur surnom de transmissions « sans paliers ». L’efficacité énergétique et l’agrément de conduite en côte atteignent théoriquement leur maximum avec des rapports infiniment variables, sans besoin de convertisseur de couple pour garantir la douceur des changements de vitesse.
Pourquoi certains n’aiment pas les CVT ?
Le moteur peut produire un bruit de fond désagréable si le système d’échappement et l’insonorisation de l’habitacle ne sont pas bien conçus. Et bien sûr, la mesure dans laquelle une CVT exploite son potentiel dépend largement du logiciel qui la contrôle. Mais les stratégies de contrôle se sont considérablement améliorées au cours de la dernière décennie, et des progrès supplémentaires ont été réalisés à mesure que les moteurs et les habitacles ont été ré-optimisés en fonction des CVT.
L’inconvénient principal qui subsiste est d’ordre perceptif et émotionnel, car une CVT modifie la sonorité du moteur et la réponse de la transmission lors des accélérations. Nous sommes tous habitués à une montée en régime progressive, ponctuée par des changements de rapports. Mais avec une CVT, le moteur tend à maintenir un régime constant en modifiant le rapport de démultiplication. De nombreux conducteurs n’y prêtent pas attention car cette tendance est moins perceptible lors d’une conduite normale et détendue. Cependant, beaucoup trouvent l’absence de changements de vitesse traditionnels déroutante, en particulier les conducteurs sportifs qui sollicitent davantage le moteur. La voiture peut donner l’impression d’être constamment bloquée sur un rapport bas.
C’est pourquoi de nombreuses CVT récentes créent artificiellement des paliers de changement de vitesse, généralement en mode de conduite « Sport », mais parfois aussi en fonctionnement normal. La CVT continue de travailler en arrière-plan, mais ces paliers procurent une expérience plus dynamique et familière, au prix d’une légère perte d’économie de carburant.
Comment fonctionne une CVT ?
Imaginez un vélo avec de nombreux pignons, disons huit à l’arrière. Il y a un plus petit pignon et un plus grand, avec six intermédiaires. Placez maintenant le même ensemble de pignons au niveau des pédales, mais inversé. Nous allons faire en sorte que le plus grand pignon avant ne fonctionne qu’avec le plus petit pignon arrière, avec des relations exclusives similaires pour chaque paire de pignons. Cette stratégie permet à notre chaîne de conserver une longueur fixe à travers huit combinaisons de vitesses. Elle n’aura pas besoin du fameux tendeur en S pour s’allonger et se raccourcir, comme le fait une vraie chaîne de vélo car n’importe quel pignon avant peut fonctionner avec n’importe quel pignon arrière. Ce n’est pas autorisé ici.
Remplacez maintenant la chaîne par une courroie en V et transformez les pignons en poulies avec des flasques en V qui peuvent être pincés ou écartés. La variation de l’écart entre les flasques en V permet à la courroie de monter ou de descendre entre eux pour créer différents diamètres de fonctionnement. Il y a toujours un plus petit et un plus grand diamètre, mais il existe maintenant une infinité de diamètres possibles entre les deux. L’une des poulies est contrôlée par un ordinateur, tandis que l’autre est passive, avec une tension de ressort qui resserre ses flasques. Lorsque les flasques de la poulie contrôlée s’élargissent ou se compriment, le diamètre de la courroie en V diminue ou augmente en conséquence. En réponse, les flasques à ressort de la poulie opposée et le diamètre de la courroie sont forcés de faire l’inverse, car la longueur de la courroie est fixe. Le résultat est une transmission sans paliers avec une infinité de rapports ou de « vitesses », autrement dit une CVT. Les matériaux et les détails de conception sont beaucoup plus sophistiqués, mais c’est l’idée de base.
Alors, prêts à passer à la vitesse supérieure avec une boîte CVT ? Si cette technologie peut dérouter au premier abord, elle offre de nombreux avantages en termes d’efficacité et d’agrément de conduite. Nul doute que les constructeurs continueront à perfectionner les CVT pour les rendre encore plus performantes et agréables à utiliser.
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