Les deux premières décennies de l’automobile ont été marquées par d’incessants problèmes de moteur, dus en particulier à la grande concentration en poussières sur les routes de l’époque qui n’étaient pas encore bitumées. Les particules pénétraient dans la chambre de combustion où elles provoquaient une érosion importante des segments de pistons, des pistons et de la paroi des cylindres. Cela se soldait par une baisse de la puissance du moteur pouvant aller jusqu’au grippage des pistons, toujours très redouté. Il a fallu attendre l’invention de l’épurateur d’air au milieu des années trente pour réussir à espacer de 4 000 km, dans le meilleur des cas, les réparations et les interventions de maintenance. On le voit, le filtre à air est indissociable de l’histoire du moteur à combustion et de son succès. Mais du premier filtre à air à bain d’huile des années trente jusqu’au module actuel d’admission de l’air, il y a tout un monde …
 | | Les débuts : Un filtre à air grossièrement tressé
L’élément filtrant des premiers filtres à air consiste en une structure tressée en fil de fer placée dans une enveloppe métallique. Ces filtres à air « à bain d’huile » reposent sur le principe de flux physiques : la déviation du flux d’air dans la structure en métal tressé crée un effet de tamis qui sert à retenir les saletés. Pour emmagasiner les impuretés, les tissus d’acier sont imprégnés d’huile moteur. Ces cartouches de filtre doivent être démontées régulièrement, nettoyées à l’essence, puis de nouveau lubrifiées. |
Les moteurs devenant de plus en plus puissants, tandis que la consommation de carburant diminue, les besoins en air ne cessent d’augmenter. Les éléments filtrants en métal tressé ne représentent plus une solution satisfaisante, même combinés à des éléments textiles.
Il est également nécessaire d’affiner de plus en plus la filtration et de réduire les dimensions des pièces pour les alléger et faciliter le montage. Le filtre à bain d’huile, qui nécessite un nettoyage fastidieux et pose également un problème d’élimination des déchets, n’est plus en mesure de répondre à ces exigences toujours plus grandes : il faut mettre au point un nouveau système de filtre à air.
L’innovation des trente glorieuses : Les filtres en papier
Les premiers éléments filtrants en papier font leur apparition sur le marché en 1953. Leur capacité filtrante est si supérieure à celle des éléments en métal tressé à tissu qu’ils ne tardent pas à les supplanter totalement.
Peu de temps après, en 1957, la marque de filtres Knecht (aujourd’hui dans le Groupe MAHLE) met au point un pliage spécial du papier qui est breveté sous le nom de « MICROSTAR ». Le système de pliage imaginé à cette époque est utilisé encore aujourd’hui couramment dans le secteur.
Côté construction, les filtres à air s’adaptent à des exigences en mutation constante. On a d’abord recours à des éléments filtrants ronds : un élément de forme circulaire, composé de papier filtrant fixé avec de la mousse PUR. Pour séparer le côté propre et le côté sale à l’extrémité des plis, on utilise un disque terminal en PUR avec un bourrelet d’étanchéité. Les filtres à air rond sont utilisés encore aujourd’hui.
Le présent : Pipes d’admission couplées et systèmes d’admission complexes
Dès le milieu des années quatre-vingt-dix, MAHLE conçoit en étroite collaboration avec l’industrie automobile des pipes d’admission couplées. D’une part, le moteur peut ainsi développer un couple élevé même à bas régime et d’autre part, cela permet d’atteindre des régimes élevés et des performances de pointe. Un flux tumble généré volontairement dans la chambre de combustion (voir texte à droite) améliore la formation du mélange et la combustion, ce qui se traduit par une baisse des gaz d’échappement et de la consommation de carburant.
Les systèmes d’aspiration complets qui équipent les moteurs modernes à injection accomplissent toute une série de tâches supplémentaires, en plus de la simple filtration de l’air : dans l’enveloppe du filtre à air, on trouve ainsi aujourd’hui bien souvent un débitmètre massique d’air, une conduite pour gaz blowby (voir texte à droite) et un système d’affichage de maintenance, ainsi qu’un bouclier thermique protégeant contre une exposition trop importante à la chaleur. Les exigences auxquelles doit répondre MAHLE, en tant que partenaire en développement et fournisseur de l’industrie automobile internationale, sont donc très grandes.
 | | Et demain ? Le système de résonance à trois niveaux
Le système de résonance à trois niveaux mis au point par MAHLE et pouvant être couplé par deux clapets intégrés à la pipe d’admission constitue une nouvelle étape en matière de module d’admission. L’admission à résonance fonctionne sur trois niveaux de régime pour une large plage allant jusqu’à 7000 trs/min. Le système a été perfectionné et contrôlé virtuellement en se livrant à des calculs de charge et est déjà appliqué avec succès. Ici encore, le travail de développement et les systèmes fournis par MAHLE vont bien au-delà de la simple filtration de l’air et comprennent des unités destinées à accueillir le système de résonance et un système d’aération du cartercylindres avec collecteur de vapeurs d’huile, régulation de la pression et guidage dans le module d’admission. |