Le turbocompresseur twin-scroll, ou à double volute, est une évolution du turbo simple classique qui améliore la réponse à l'accélérateur et la suralimentation à bas régime en gérant les gaz d'échappement avec plus de finesse. Au lieu de réunir tous les gaz du moteur dans un conduit commun, il scinde le flux en deux canaux distincts, ou volutes, à l'intérieur du carter de turbine, chacun délivrant ses impulsions à la roue de turbine de manière plus ordonnée. On obtient ainsi un turbo qui se met en action plus tôt et plus nettement, sans le coût ni la complexité d'un second turbocompresseur.
Le principe s'attaque à un problème propre aux moteurs multicylindres : l'interférence des impulsions d'échappement. Chaque fois qu'un cylindre s'allume et que sa soupape d'échappement s'ouvre, il envoie une onde de pression dans le collecteur. Dans un montage à volute unique, l'échappement d'un cylindre entamant sa phase d'échappement peut entrer en collision avec la pression résiduelle d'un autre cylindre dont les soupapes sont encore en croisement, ce qui annule en partie l'énergie et perturbe le balayage des cylindres. Un carter twin-scroll regroupe les cylindres de sorte que ceux dont les phases d'échappement sont déphasées alimentent des volutes différentes — sur un quatre-cylindres classique, les cylindres un et quatre dans un canal, deux et trois dans l'autre — gardant les impulsions séparées et préservant leur énergie.
En maintenant ces impulsions nettes et distinctes, une plus grande part de l'énergie cinétique et de pression des gaz parvient à la turbine pour la lancer, et les cylindres respirent plus librement puisqu'ils ne luttent plus contre la contre-pression de leurs voisins. Concrètement, le conducteur profite d'un temps de réponse réduit et d'une vivacité nettement plus marquée à bas régime, la suralimentation montant plus tôt dans la plage de régimes. Cela améliore aussi le rendement de combustion à faible charge et autorise une distribution plus agressive, au bénéfice de la performance comme de l'économie.
Un atout particulier du twin-scroll est de fournir une suralimentation ample et accessible à partir d'un seul turbocompresseur, relativement simple et robuste. Il retrouve une bonne part de la vivacité autrefois associée aux montages à turbos plus petits ou séquentiels tout en conservant une architecture mécanique directe, sans turbines supplémentaires, soupapes complexes ni électronique de commande. Cela le rend attrayant pour les constructeurs en quête d'un bon compromis entre réponse, puissance de pointe et fiabilité à coût mesuré, et il s'est répandu sur les moteurs essence turbo grand public.
L'approche comporte toutefois des contraintes. Elle réclame un carter de turbine spécifiquement divisé et un collecteur soigneusement agencé pour maintenir les deux flux séparés jusqu'à la turbine, ce qui complique l'implantation et la fonderie. Son avantage est maximal sur les moteurs dont le nombre de cylindres et l'ordre d'allumage autorisent une séparation nette en deux, et tout en haut de la plage de régimes son apport sur une bonne volute unique se resserre. Au sein de la famille des solutions de suralimentation, le twin-scroll occupe une voie médiane pragmatique entre le turbo simple basique et les systèmes plus élaborés que sont le biturbo, le montage séquentiel et la géométrie variable.
- Sépare le flux d'échappement en deux canaux vers la turbine
- Empêche les impulsions d'échappement d'interférer entre elles
- Réduit le temps de réponse et améliore la vivacité à bas régime
- Suralimentation ample à partir d'un seul turbo, relativement simple