Des prototypes de véhicules basse consommation remarquables chez PSA et Renault (2l/100 km)

Le 15 octobre 2014

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Peugeot 208 Hybrid air, Citroën C4 cactus et Renault Eolab, 3 véhicules 2l réussis

Dans le cadre du programme « Véhicule 2l » de la Plateforme Automobile Française lancé en 2012*, les constructeurs PSA et Renault ont présenté au Mondial 3 véhicules démonstrateurs de type « citadine » consommant moins de 2 l/100km et intégrant un nombre significatif de technologies innovantes. Le pari de la démonstration basse consommation est réussi, que ce soit pour les 208 Hybrid air et C4 Cactus Airflow du groupe PSA ou bien pour l’Eolab de Renault, puisqu’elles affichent respectivement des niveaux de consommation et d’émission de C02 de :

  • 2l/100 km pour environ 50 g de C02/km pour les Peugeot 208 et Citroën C4 Cactus,
  • seulement 1l/100 km et 22g de C02/km pour Eolab!


Motorisation hybride, allègement et aérodynamisme comme axes d'ingéniérie

En travaillant à partir de modèles de série (208 1.2L PureTech, C4 Cactus et de la plateforme Clio IV), les efforts d’ingénierie ont principalement porté sur l’hybridation de la motorisation, l’allègement du véhicule et l’aérodynamisme.

Une motorisation hybride essence 3 cylindres


PSA a intégré sa technologie innovante hybride essence et air comprimé sur les véhicules 208 et C4 présentés, en remplacement de la technologie hybride essence-electrique de la 208 FE, et gagne 4% de rendement. L'élément innovant réside dans l'adaptabilité du moteur à la conduite de chacun en se réglant de manière autonome sur un des trois modes de conduite possible : zéro émission, thermique essence ou mixte (l'air comprimé va assister le moteur essence, voire s'y substituer, pour l'amener à ses points de fonctionnement les plus efficients).

Renault n'est pas en reste avec la motorisation ZE Full Hybride Essence avec batterie rechargeable qui offre une autonomie de 60 km en mode 100% électrique dans le cadre d'un usage urbain. En outre, pour développer un système simple à industrialiser, une transmission innovante à trois rapports et sans embrayage (remplacé par un moteur électrique) est intégrée dans la chaîne de traction. Le tout est associé à une batterie d'une puissance de 6,7 kWh, nettement plus petite que celle de la Zoé (22 kWh) et moins coûteuse.


Un allègement des matériaux


Les deux constructeurs ont significativement avancé sur ce sujet. Ils ont eu recours à des matériaux plus légers comme l’acier hautes performances, l'aluminium ou bien les composites renforcés fibres de carbone afin de diminuer (voire remplacer) l’acier traditionnel dans les pièces de structure et d’habillage. Aussi, des processus d'assemblage de matériaux mixtes ont été développés pour concevoir une plateforme allégée avec un plancher en composite sur les 3 véhicules, et pour une caisse allégée sur l’Eolab.

Plusieurs pièces ont également été repensées (la ligne d'échappement en inox de PSA est 20% plus légère et Renault a développé un étonnant toit en magnésium d’à peine 4 kg). Pour PSA, ces matériaux permettent de réduire la masse d'environ 100 kg (soit 860 kg), sur la base de la Peugeot 208 1.2L Pure Tec et de la Citroën C4 Cactus de série qui sont déjà des véhicules optimisés. L’Eolab gagne 20% de masse par rapport à une Clio IV (soit 955 kg). Cet allègement constitue un cercle vertueux : il a permis de réduire la taille et donc le coût des organes du prototype (moteur, batterie, roues, freins…) et de financer le choix des matériaux onéreux.

Allègement de la caisse d'Eolab de Renault (c)

Allègement de la caisse d'Eolab de Renault (copyright: Renault)


Un effort important sur l'aérodynamisme


L'aérodynamisme a également été retravaillé par PSA, et encore plus par Renault. Le coefficient de trainée (Cx) est redevenu une véritable préoccupation, avec des gains affichés de 20% (PSA) et de 30 % (Renault). Blocs optiques arrière redessinés, entrées d’air pilotées, volets supplémentaires pour réduire la traînée, rétroviseurs ont été supprimés au profit de caméras, le design de la voiture intègre pleinement les contraintes d’écoulement d’air (la carrosserie de l'Eolab a été spécialement sculptée pour l'exercice). Enfin la résistance au roulement n’est pas oubliée, avec des pneus plus étroits chez les deux constructeurs.


Une industrialisation proche, rendue possible par une prise en compte avancée des process de fabrication

Techniquement ces démonstrateurs prouvent que les solutions fonctionnent, les briques technologiques présentées étant prometteuses et en grande partie industrialisables - on peut apprécier au passage la mobilisation sur ce sujet des constructeurs et des principaux équipementiers (Faurecia, Michelin, Valeo, Plastic Omnium), et cela dans un temps record. Mais reste à voir si ces véhicules tiendront leurs promesses : être abordable et disponibles d'ici 2020.

Pour voir la vidéo présentation de l'Eolab par Renault :  


Chez Renault on y croit... dans une stratégie réorientée vers l'hybride rechargeable


Chez Renault, on affiche sa confiance et Eolab est mis à l’honneur sur le salon. L’Eolab compense le surcoût des matériaux composites avec une partie mécanique très simple et peu coûteuse. L’industrialisation ayant été pensée de façon à ne pas modifier de trop les usines, et cela dès la conception, les premières briques technologiques seront prochainement industrialisées.

  • Dès 2016 : les éléments en aluminium comme des coupelles d’amortisseurs, des pièces en acier haute performance pour la caisse, des éléments aérodynamiques comme les arrêtes vives à l’arrière.
  • Dès 2018 : le pare-brise très fin fourni par Saint-Gobain, les planchers en composite fibre de verre conçus par Faurecia, les pièces de structure en magnésium développées avec Posco, la motorisation hybride rechargeable qui peut s’intégrer sur des plateformes existantes ou encore une conception plus simple comme la nouvelle traverse de planche de bord.
  • Dès 2020 : les éléments de structure en composite fibres de carbone.


Côté PSA, des raisons d'y croire, même sans partenaire industriel pour l'Hybrid Air


Fort de l'avance avec le prototype Peugeot 208 FE, un nombre important de technologies de la 208 Hybrid Air sont également proches d’une industrialisation en série. Mais il est vrai que le groupe recherche un partenaire afin de partager les investissements nécessaires pour développer à l’échelle industrielle son original système Hybrid Air, annoncé initialement pour 2016.

*Pour rappel la contrainte générale du programme "Véhicule 2l" est de proposer à la commercialisation à l’horizon 2020 un véhicule de segment B bon marché, ne consommant que 2l/100 (ce qui correspond environ à 50g d’émission de C02 par km). 4 axes technologiques prioritaires ont été définis : l’hybridation des chaînes de traction, l’amélioration du rendement du Groupe Moto Propulseur, l’amélioration du rendement véhicule (traînées aérodynamiques, pertes mécaniques et de roulement, consommateurs), et les systèmes d’aides à la conduite (ADAS) et la connectivité.

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