L’histoire de l’automobile est jalonnée de tentatives de réinvention de la mécanique du moteur thermique traditionnel à mouvement alternatif. Du rotatif Wankel aux pistons opposés jusqu’à plus récemment le piston à double bielle de Trascend Energy, les unités à combustion interne ont été constamment soumises à des expérimentations. Parmi ceux qui ont relevé le défi, il y a aussi le nom d’Avadi, une entreprise basée dans l’état de Washington qui, partant d’une intuition remontant à vingt ans, a développé un prototype fonctionnel d’un groupe motopropulseur innovant. La thermodynamique du moteur MA-250 est typique d’un moteur à quatre temps, mais la cinématique de conversion de la puissance thermique en mécanique s’écarte de la tradition, supprimant le vilebrequin et plus de la moitié des pièces mobiles.
Le prototype créé par Avadi voit un piston unique qui, comme les moteurs thermiques les plus courants, comprime le mélange dans la chambre puis est poussé par la combustion, donnant lieu à un mouvement alternatif d’aller et retour (image ci-dessous, 1). La nouveauté réside dans le mécanisme avec lequel ce mouvement oscillant est converti en une rotation à transmettre à la boîte de vitesses et aux roues. En effet, le piston pousse à son tour deux bielles (2)dont chacune entraîne en rotation un pignon ou plus simplement une roue dentée (3).
Lors de leur rotation, les deux pignons se déplacent le long d’une couronne fixe ancrée au carter extérieur, entraînant avec eux les bielles, le piston et l’ensemble de la plate-forme autour de l’axe principal (4). Les deux pignons assurent également un petit rapport de transmission, amplifiant le couple de sortie. Les bielles, quant à elles, se déplacent dans des sens opposés, suivant ce qui est présenté comme un « mouvement en ciseaux » pour atténuer les vibrations. En toutbielles et pignons constituent ce qui a été rebaptisé « demi-arbre », dont le mouvement de rotation est transmis jusqu’au cylindre supérieur. Cela conduit à réduire encore les pièces mécaniques présentes, en car le moteur Avadi est dépourvu de soupapes, d’arbres à cames et de tout le système de distribution. En fait, la rotation du cylindre et du toit de la chambre de combustion sert à changer le mélange, dont le mouvement ouvre et ferme les portes responsables des processus d’admission et d’échappement. Ce principe est également utilisé par les moteurs Wankel et à deux temps.
Avadi affirme que le moteur MA-250 utilise moins de la moitié des composants mécaniques d’un thermique traditionnel, réduisant les pertes par frottement et la puissance gaspillée pour les démarrer, au profit de l’efficacité mécanique. Ceci est encore renforcé par le mécanisme à double bielle, qui annule les forces latérales qui poussent normalement le piston contre les parois du cylindre, provoquant davantage de pertes mécaniques et de vibrations. Les bancs d’essai montrent en effet d’excellentes performances, avec une efficacité globale supérieure à 42%, par rapport aux 30-35% atteints par les thermiques traditionnels. Avadi a également fourni certaines valeurs de performances, sans préciser les références importantes telles que le carburant utilisé, la cylindrée, le taux de compression, etc. Le prototype testé est extrêmement compact avec un poids d’à peine 10,7 kgréussir à libérer 16 cavaliers à 3700 tr/min et 30 Nm de couple un 3500 tr/min.
Cependant, Avadi souligne que la taille et donc les performances du moteur MA-250 sont évolutives. Les applications possibles vont en effet de l’aéronautique légère au secteur naval, jusqu’aux secteurs hors mobilité. Dans le domaine routierle MA-250 est proposé comme prolongateur d’autonomie pour les véhicules hybrides, comme le moteur Wankel utilisé par Mazda sur le nouveau CX-60, mais les utilisations possibles sur les motos, tricycles et quads ne manquent pas. Avadi a le mérite d’avoir donné vie à une nouvelle interprétation d’une technologie répandue depuis plus d’un siècle comme celle du moteur à combustion, dont il reste cependant à voir si elle sera acceptée par une industrie de moins en moins encline investir dans l’énergie thermique.