La machine qui est devenue le compresseur précède de plusieurs décennies la voiture à combustion interne. Créée par les frères Philander et Francis Roots, la soufflerie Roots est née d'une tentative de fabrication d'une meilleure roue hydraulique. Les frères ont mis au point un mécanisme composé de deux roues lobées qui se rejoignaient et tournaient dans des directions opposées. En testant la machine, l'histoire raconte qu'elle a fait sauter le chapeau de quelqu'un et qu'ils se sont rendu compte qu'ils avaient accidentellement fabriqué quelque chose de très efficace pour déplacer de l'air.

Le Roots Blower a été breveté en 1860 et les dessins originaux, attribués à Philander, montrent des roues à deux, trois et quatre lobes, mais les principes restent les mêmes.

Roots Blower Patent

Un fluide à basse pression, tel que l'air, entre par une extrémité et la rotation des deux roues augmente la pression à l'intérieur du système, forçant le fluide à sortir par l'autre extrémité. La rotation des roues garantit qu'aucun fluide ne s'échappe dans l'autre sens. À l'origine, cette soufflerie était utilisée dans les hauts fourneaux, puis pour la ventilation des puits de mine, et même dans le premier système de métro de la ville de New York.

Dans son livre Supercharged !, Corky Bell écrit que dans les années 1870, l'inventeur allemand Henrich Krigar a conçu son propre compresseur d'air à deux rotors. Au lieu d'utiliser deux roues lobées, Krigar utilisait deux vis, l'une avec des filets concaves, l'autre avec des filets convexes.

Comme on pouvait s'y attendre, aucun des deux n'a été conçu en pensant à l'automobile, ni même aux moteurs à combustion interne. Cependant, les ingénieurs ont rapidement reconnu leur potentiel. Rudolf Diesel a utilisé des compresseurs de type Roots sur ses moteurs à allumage par compression éponymes de la fin des années 1890, et au tournant du siècle, plusieurs ingénieurs ont créé les premiers moteurs à gaz à quatre temps soufflés. Selon Motor Sport, Louis Renault - oui, ce Renault - a breveté un dispositif permettant de faire passer plus d'air dans un carburateur en 1902 et, en 1908, le coureur américain Lee Chadwick a remporté une course de côte avec une voiture équipée d'un compresseur centrifuge.

Les avantages d'un compresseur étaient alors les mêmes qu'aujourd'hui. Si l'on fait entrer plus d'air dans la chambre de combustion, on peut obtenir plus de puissance. Ils fonctionnaient selon les mêmes principes que les compresseurs actuels, avec une courroie entraînée par le moteur qui fait tourner le compresseur du compresseur.

Le châssis roulant de la Mercedes 10/40 HP.

Si les ingénieurs automobiles ont continué à expérimenter les compresseurs au début du XXe siècle, l'éclatement de la Première Guerre mondiale a accéléré leur développement. BMW, créant un précédent pour les décennies à venir, privilégie les six cylindres droits à aspiration naturelle, mais Mercedes utilise des compresseurs de type Roots dans ses groupes motopropulseurs. Après la guerre, Mercedes a mis en production les premières voitures de route superchargées, la 6/25 HP et la 10/40 HP.

Un ingénieur de GM écrivant dans un journal SAE de 1926 a décrit la Mercedes superchargée comme suit :

"L'analyse et la comparaison des courbes de puissance montrent que l'accélération de 10 à 30 M.P.H. est beaucoup plus rapide avec le compresseur, que la vitesse maximale est augmentée de 40 à 50 %, que le moteur non suralimenté a les caractéristiques d'un moteur à bas régime et le moteur suralimenté celles d'un moteur à haut régime, que la taille des collecteurs et des soupapes a été réduite, que le compresseur maintient une efficacité volumétrique d'environ 100 % au régime maximal du moteur et que l'efficacité thermique est augmentée. La puissance nécessaire pour entraîner le compresseur est calculée à 10,1 ch."

Il y a près d'un siècle, les avantages du moteur superchargé étaient évidents, mais l'un de ses principaux inconvénients - les pertes parasites - l'était tout autant. Entraîné par une courroie, une chaîne ou un engrenage, le compresseur produit toujours un effet de traînée sur le moteur. Un turbocompresseur à gaz d'échappement, bien que souffrant d'un décalage, n'a pas ce problème. Pourtant, il faudra attendre des décennies avant que le turbocompresseur ne devienne une solution viable pour les moteurs automobiles, de sorte que le compresseur reste le dispositif d'augmentation de la puissance privilégié.

Tim Birkin dans une Bentley Blower à Brooklands.

Tim Birkin dans une Bentley Blower à Brooklands.

À la suite de Mercedes, les compresseurs ont commencé à apparaître sur toutes sortes de voitures de sport, de course et de tourisme haut de gamme. En Europe, on trouve Bugatti, Alfa Romeo, Aburn, Cord et, surtout, Bentley. La Bentley Blower n'a jamais gagné Le Mans et le fondateur de la société, W.O. Bentley, détestait cette voiture. Pourtant, la Blower, avec son compresseur de type "roots" placé devant la calandre, est devenue une icône. Dans les années 1930, l'inventeur suédois Alf Lysholm a transformé le compresseur d'air à double vis de Henrich Kragar en compresseur.

Plus tard sont apparues les voitures de grand prix de l'Allemagne nazie d'Auto Union et de Mercedes-Benz, qui utilisaient la suralimentation pour générer d'énormes chevaux. Naturellement, cette technologie a joué un rôle important pendant la Seconde Guerre mondiale et, comme l'indique un historique du musée de l'aviation de Pearl Harbor, tous les avions de combat étaient équipés d'un système d'induction forcée. Dès cette époque, les ingénieurs connaissaient les avantages de la suralimentation par rapport à la turbocompression, mais la science des matériaux de l'époque n'était pas à la hauteur. C'est donc la suralimentation qui a prévalu.

Après la Seconde Guerre mondiale, la suralimentation a pratiquement disparu des véhicules routiers de série. Dans les Grand Prix, les règlements de la Formule 1 ont effectivement interdit la suralimentation en 1954, limitant la cylindrée des moteurs à induction forcée à 750 cm3. Pourtant, le compresseur n'était pas mort. Les hot rodders californiens utilisaient des soufflantes Roots pour obtenir une puissance énorme de leurs Ford à tête plate et de leurs Chevrolet à petit bloc. Des sociétés comme Judson et Paxton ont également fabriqué des kits de compresseurs centrifuges pour toutes sortes de voitures, de la Coccinelle à la Mustang.

MR2 superchargée

MR2 superchargée

Pourtant, à quelques exceptions près - la Studebaker Avanti, par exemple -, les constructeurs n'ont commencé à proposer des voitures suralimentées en usine de manière importante que quelques décennies plus tard. Lancia, le constructeur italien qui faisait toujours les choses différemment, a sorti la Beta Volumex en 1983, qui a probablement été le premier grand équipementier à se réintéresser à la suralimentation. Il utilisait un compresseur de type Roots pour dévoiler 6 PSI de suralimentation, ce qui permettait en fait d'améliorer les performances à bas et moyen régimes d'un moteur doté d'arbres à cames agressifs conçus pour les hauts régimes. Quelques années plus tard est apparue la Toyota MR2 Supercharged, qui utilisait également un compresseur de type Roots. Car and Driver a noté dans un essai routier de 1988 que ses performances égalaient celles de la Porsche 944S, bien plus chère et dotée d'un moteur plus puissant.

À la fin des années 1980, la Ford Thunderbird Super Coupe a ajouté un ventilateur Roots au V-6 Essex de Ford, et VW a lancé son propre type de compresseur. Baptisé G-Lader, le compresseur de VW utilise deux volutes en forme de spirale, l'une fixe, l'autre tournant sur un arbre excentrique pour développer la pression de suralimentation. Il s'agissait d'une idée novatrice, théoriquement plus efficace, mais peu fiable, si bien que VW l'a progressivement abandonnée au profit du moteur VR-6 à aspiration naturelle.

Dans les années 1990, les voitures superchargées se sont multipliées. Jaguar, et par procuration Aston Martin, ont introduit des six cylindres droits suralimentés, et Mercedes est revenue à un ancien domaine d'expertise avec le SLK Kompressor. Pendant ce temps, les compresseurs devenaient de plus en plus populaires en tant que solution de rechange, sur toutes sortes de véhicules, des Miata aux Corvette.

Au tournant du millénaire, Ford s'est lancé dans la suralimentation à grande échelle. La F-150 SVT Lightning soufflée est arrivée la première en 1999, puis la Mustang Terminator. Au moins en partie en réponse à la controverse suscitée par la Cobra 1999, moins puissante qu'annoncée, la division SVT de Ford a équipé une Mustang Cobra 2003 d'une soufflante Eaton M112 de type Roots et de culasses à quatre soupapes, créant ainsi un monstre de 390 chevaux. Un an plus tard, le V8 soufflé de Ford est apparu au milieu de la supercar GT, et avec 550 ch, il a fait sauter les portes de la Ferrari F430 et de tous les autres concurrents.

Pour ces applications à hautes performances, le compresseur avait tout son sens. Vous obtenez une réponse incroyable du moteur à tous les régimes et beaucoup plus de puissance pour une cylindrée donnée. Et il n'y avait pas que Ford. Jaguar a superchargé son V-8 (ce qui, il faut le reconnaître, a été payé par Ford), et Mercedes a sorti des compresseurs à double vis pour divers modèles AMG.

GM est finalement entré dans la danse en 2009 avec la Corvette ZR-1 et son LS9 de 638 chevaux, et le LSA similaire, utilisé dans la Cadillac CTS-V et la Camaro ZR-1. La guerre des chevaux était bel et bien lancée, et Ford a répondu quelques années plus tard avec la "Trinity" au nom évocateur, une option nucléaire s'il en est. Dans la Shelby GT500 de 2013, ce V8 de 5,8 litres utilisait un compresseur Eaton à double vis pour une puissance de 662 chevaux et 631 lb-pi. Deux ans plus tard, la Hellcat a vu le jour.

Le V-8 suralimenté de 6,2 litres de Dodge est arrivé en 2014 avec une puissance de 707 chevaux. Les amateurs de voitures ont perdu la tête. Une muscle car Américaine de plus de 700 chevaux, disponible chez un concessionnaire local, avec une garantie, pour un prix bien inférieur à 100 000 dollars. Dodge a ensuite intégré ce moteur dans pratiquement tous ses modèles, et GM et Ford ont répondu en proposant leurs propres V8 superchargés de plus de 700 chevaux.

Dodge Hellcat
Dodge Challenger SRT Hellcat

Mais il s'agissait de bêtes hors du temps. Ce n'est pas pour rien que l'on trouve des compresseurs dans les voitures hautes performances et nulle part ailleurs. Un turbocompresseur fait essentiellement la même chose qu'un compresseur, sans pénaliser la consommation de carburant. Bien sûr, si vous faites tourner un moteur turbocompressé à son maximum, en utilisant la suralimentation à fond en permanence, il consommera beaucoup de carburant. Mais si le moteur n'est pas suralimenté, il n'y a pas d'inconvénient majeur à avoir un turbocompresseur. Un compresseur sollicite toujours le moteur, même au ralenti. Les passionnés n'y voient peut-être pas d'inconvénient, mais les autorités de réglementation, elles, n'y voient que du feu.

Le V8 superchargé de GM survit dans la Cadillac CT5-V Blackwing, mais il n'en fera pas d'autre, car la prochaine Corvette ZR-1 sera probablement équipée d'un turbocompresseur. Ford s'est engagé à équiper sa Mustang d'un V8, et son moteur soufflé équipera la prochaine GTD. Jaguar Land Rover abandonne progressivement son ancien V8 superchargé au profit d'un moteur biturbo provenant de BMW. Volvo dispose d'un quatre cylindres turbocompressé et superchargé, mais l'entreprise se lance dans l'électrique. Mazda utilise un compresseur embrayé pour générer un mélange air-carburant pauvre dans son moteur innovant SkyActiv-X, bien que cela commence à ressembler à une impasse technologique. Quant à Dodge, elle a abandonné la Hellcat l'année dernière.

Les avantages du turbocompresseur par rapport au compresseur ne sont pas nouveaux non plus. C'est juste que la suralimentation était la bonne technologie à différents moments et endroits de l'histoire, quand et là où l'économie de carburant n'était pas un problème, le compresseur a trouvé sa place. Toutefois, à l'heure actuelle, c'est probablement aux passionnés et au marché de l'après-vente qu'il revient de faire perdurer le compresseur. Fêtera-t-il son 200e anniversaire ?