Wastegate
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En pratique : Quelles sources sont attendues ? Comment ajouter mes sources ?Une wastegate[1] est une soupape qui limite la pression des gaz d'échappement sur la roue de turbine d'un turbocompresseur dans un moteur suralimenté. La wastegate ouvre une dérivation (ou bypass) des gaz d'échappement afin qu'ils ne passent plus par le turbocompresseur, ce qui permet de limiter la vitesse de rotation de la turbine, donc aussi la vitesse de rotation de la roue du compresseur (cette dernière étant la pièce d'un turbo qui permet de mettre sous pression l'air à l'admission d'un moteur thermique).
La fonction première de la wastegate est de protéger le turbocompresseur ainsi que le moteur qui en est équipé d'une pression de suralimentation trop élevée.
L'un des avantages à installer une wastegate sur un turbo aftermarket (pièce non-d'origine) est qu'elle permet d'utiliser un carter de turbine ayant un A/R plus petit, ce qui correspond à pouvoir utiliser un turbo ayant un lag (temps de réponse) plus court, donc qui met moins de temps à se lancer et à créer de la pression.
On peut traduire « wastegate » (littéralement « vanne de rejet ») par « soupape de décharge » en français, mais le terme anglophone reste plus utilisé dans le langage courant.
Externe
Une wastegate dite « externe » est un mécanisme séparé et compact, typiquement employé sur les turbocompresseurs qui ne possèdent pas de wastegate intégrée à leur structure (on parle sinon de wastegate « interne ») .
Une wastegate externe nécessite l'emploi d'un collecteur d'échappement spécial, permettant à la fois d'amener les gaz vers le turbo et vers la wastegate, via un canal supplémentaire. Il arrive parfois que la wastegate soit partie intégrante du collecteur d'échappement lui-même.
Les wastegates externes sont communément employées dans des applications à fortes puissances, donc impliquant généralement de fortes pressions de suralimentation dans le circuit d'admission. Leur intérêt majeur réside dans le fait qu'elles permettent une régulation bien plus précise que les modèles internes, tout en n'étant pas trop limitées en termes de taille (les modèles internes se trouvent limités par la taille et la place disponible limitée du carter de turbine).
Il est parfois possible de voir des wastegates externes montées sur des turbocompresseurs possédant déjà une wastegate interne. Cela est rendu possible grâce à l'emploi d'une cale spécialement usinée et conçue pour maintenir de force le levier de commande du clapet en position fermée. Une autre technique vise tout simplement à souder la mécanique de la wastegate interne, afin de la maintenir définitivement fermée. Cependant, bien qu'étant simple, cette technique n'exclut absolument pas une potentielle défaillance de la soudure, lorsque cette dernière se retrouve soumise à des températures importantes en cours d'utilisation…
Les wastegates emploient généralement une soupape, dont la forme est assez similaire à celle des soupapes utilisées dans le moteur lui-même. Cependant, elles sont bien plus souvent contrôlées par une force pneumatique que par un arbre-à-cames. Certaines utilisent un « papillon » similaire à celui qui permet de modifier le débit d'air à l'admission d'un moteur thermique, bien que ce soit un montage plutôt rare.
Interne
Dans le cas d'une wastegate dont le mécanisme est directement incorporé au carter de turbine du turbocompresseur, on parle de wastegate « interne ».
Intégrée directement dans le processus de fabrication du turbo qui lui est associé, elle présente l'avantage notable d'être assez bon marché et amplement suffisante à sa tâche pour de l'emploi dit « général » (entendre : « puissances modestes sans trop de contraintes »).
Si son emploi n'est guère convaincant en utilisation sur des applications à forte puissance, pour les raisons citées précédemment, sa simplicité et sa facilité de fabrication en font un atout indéniable pour les constructeurs automobiles, dont la plupart des véhicules sortant des chaînes de montage sont majoritairement à vocation familiale et urbaine. La quasi-totalité des véhicules à moteur Diesel commercialisés en sont équipés.
Un turbocompresseur à wastegate interne. Le clapet de décharge est situé sur la droite de la roue de turbine, mais il fait partie intégrante de son carter. Sur le dessus, on voit partiellement le bras de levier permettant d'actionner le mécanisme.
Une wastegate externe, installée à côté de son turbo.
Une wastegate Tial de 44 mm à double entrée. L'entrée latérale est l'entrée primaire. L'entrée du dessus est l'entrée secondaire, mais elle n'est pas employée dans ce montage.
Wastegates atmosphériques
Une wastegate dite « atmosphérique » (en anglais on parle aussi de « divorced wastegate »), évacue les gaz déviés directement à l'air libre, au lieu de les renvoyer dans la ligne d'échappement avec le reste.
Elle permet de limiter l'apparition d'écoulements turbulents dans les gaz d'échappement, tout en participant à limiter la contre-pression dans le circuit d'évacuation des gaz brûlés.
Le tuyau d'évacuation d'une wastegate atmosphérique est cummunément appelé « Screamer pipe » (littéralement « tuyau hurleur »), dû aux gaz brûlants évacués directement, sans aucun silencieux, et aux bruits assez forts que cela produit.
