Boîte à variation continue (CVT)

La boîte à variation continue, ou CVT, est une transmission automatique dépourvue de rapports fixes, capable au contraire d'offrir une plage de démultiplications pratiquement infinie entre ses limites haute et basse. Là où une boîte automatique ou manuelle conventionnelle progresse par une poignée de rapports distincts, la CVT évolue de manière douce et continue à travers chaque démultiplication intermédiaire, sans point de passage ni interruption du flux de puissance. Son but est de maintenir le moteur au régime le plus efficient ou le plus approprié à la situation, quelle que soit la vitesse de déplacement de la voiture.

La conception de CVT la plus répandue utilise une courroie en acier ou composite, une courroie poussante segmentée ou une chaîne, circulant entre deux poulies, chacune formée d'une paire de flasques coniques pouvant se rapprocher ou s'écarter. Lorsque les flasques d'une poulie se resserrent, la courroie est contrainte de circuler à un diamètre effectif plus grand, tandis que l'autre poulie s'ouvre et que la courroie s'y loge à un diamètre plus petit ; en faisant varier les deux diamètres en sens inverse, on modifie le rapport de façon continue. Une pression hydraulique commande le serrage et le déplacement des poulies, et un convertisseur de couple ou un embrayage assure généralement la liaison du moteur au système au démarrage.

Le principal avantage de cet agencement est l'efficience et la douceur. Comme la transmission peut sélectionner n'importe quel rapport, elle peut maintenir le moteur au régime de meilleure consommation lors d'une conduite stabilisée tranquille, ou au régime de puissance maximale lors d'une accélération franche, plutôt que d'être liée au rapport fixe le plus proche. L'absence de passages de rapports supprime aussi les petits à-coups et les pauses d'une transmission étagée, offrant une progression remarquablement fluide qui convient à la conduite détendue et à la circulation en accordéon, et contribuant aux bonnes valeurs de consommation de nombreuses citadines et voitures hybrides.

L'inconvénient caractéristique tient à la sensation de conduite lors des accélérations soutenues. Puisque la CVT fige le moteur à haut régime tandis que la voiture prend progressivement de la vitesse, la sonorité moteur monte puis se maintient élevée et constante, dissociée de la sensation d'accélération d'une manière que beaucoup de conducteurs jugent déconcertante ; c'est ce que l'on appelle l'effet élastique ou le ronflement. Les constructeurs le combattent en programmant des rapports étagés artificiels qui imitent les changements de vitesse, en ajoutant des rapports virtuels commandés par palettes et en améliorant l'insonorisation. Les CVT à courroie ont aussi été historiquement limitées dans le couple qu'elles peuvent encaisser et peuvent coûter cher à réparer, ce qui restreint leur emploi dans les applications hautes performances et lourdes.

Plusieurs variantes existent. Les CVT toroïdales remplacent la courroie et les poulies par des galets circulant entre des disques en rotation, et la CVT électrique, ou eCVT, employée sur de nombreux hybrides, se passe entièrement de courroie en recourant à un train épicycloïdal et à des moteurs électriques pour combiner les sources d'énergie et obtenir un effet continu. Au sein de la grande famille des transmissions automatiques, la CVT côtoie l'automatique à convertisseur de couple et la boîte à double embrayage, chacune offrant un équilibre différent entre douceur, efficience, réactivité et coût.