Renault a présenté au Mondial de l’Automobile le concept-car Eolab. Derrière la belle de salon, il y a un projet et un prototype de tests que nous vous invitons à découvrir.
Eolab, qu’est-ce que c’est ?
Eolab, c’est un prototype roulant qui présente la chaîne de traction hybride rechargeable essence-électricité qui équipera les prochaines Renault. Il s’agit aussi de la réponse du Losange à l’un des 34 plans de la Nouvelle France Industrielle, celui du véhicule 2l/100 km pour tous. Renault est aussi partie prenante du plan sur le véhicule autonome, dont le chef de projet est nul autre que Carlos Ghosn. Pour la voiture à 2l/100, la direction est partagée entre Jean-Michel Billig pour Renault et Gilles Le Borgne pour PSA. Peugeot et Citroën ont d’ailleurs présenté au Mondial de l’Automobile des prototypes idoines, les Citroën C4 Cactus Ariflow 2L et Peugeot 208 Hybride Air 2L.
L’objectif initial est donc de réaliser un véhicule ne consommant, sous le cycle normalisé et naturellement optimiste NEDC, que 2 litres de carburant aux 100 kilomètres. Si pour y parvenir PSA compte sur l’hybride hydraulique essayé par Jean-Baptiste, Renault mise sur l’allègement, l’aérodynamisme, le downsizing, et l’hybride rechargeable. Et, pour faire bonne figure, l’ex-Régie a décidé d’aller plus loin encore que l’objectif, en ne consommant qu’1 litre/100 km, soient 22 g de CO2 rejetés au kilomètre. Le projet Eolab, lancé en avril 2012, était baptisé Super ALMA en interne (Architecture for Low Mass and Aerodynamics). Il ne s’arrête pas à ce concept et va continuer jusqu’à l’industrialisation des technologies brevetées par le constructeur français.
En quête de sobriété
Si Eddy nous a déjà présenté avec moult détails les secrets techniques de l’Eolab, je me permets de vous rappeler les principales données du problème :
– 400 kg perdus face à un véhicule de segment B équivalent, soit 1 kilo sur 3
– masse totale de 955 kg
Dans le détail, ce sont 130 kilos gagnés sur la carrosserie, 110 sur l’intérieur et l’équipement, et 160 sur le châssis et la chaîne de traction. Sur l’allègement, Posco, le partenaire métallurgique coréen de Renault, a été convoqué pour fournir de l’acier emboutissable à chaud (900 °C) à très et ultra haute limite élastique, ainsi que de l’aluminium et du magnésium, qui équipe le pavillon et l’allège de moitié (4,5 kg contre 10). L’industriel du Matin Calme fournit des montants A et des longerons en acier de seulement 0,9 mm d’épaisseur, résistants pour les crash-tests, et plus légers. Peu connu en Europe, Posco est le premier industriel de l’acier en Corée du Sud devant Hyundai, et fait partie des 6 plus gros dans le monde. Il est partenaire de Renault Samsung Motors à Busan.
Quelques astuces ont permis de gagner du poids : par exemple, le capot est fixe, et ne peut être démontable que chez Renault au service après-vente. C’est 2,5 kg de gagnés, sans que l’eshétique ni la pratique (une trappe central permet d’accéder au lave-glace, à l’huile et au liquide de refroidissement) ne soient touchés. La banquette arrrière est équipée d’un dossier composite très résistant pour réduire les vibrations aérodynamiques : en effet, la structure de la caisse a été allégée de 20 kg à l’arrière. Le dossier participe, même s’il reste rabattable, de la solidité de la voiture. L’Eolab a une ligne d’échappement plus courte, débouchant sous le passager avant : c’est 1 kg de gagné en structure et de l’espace gagné pour les batteries et le réservoir.
Eolab, fille d’Eole ?
Renault a également travaillé sur le design et l’aérodynamique, pour que l’Eolab soit belle à voir et efficace en soufflerie. Ainsi, par rapport à une Clio IV, la voiture a été redessinée (voies arrière plus étroites, flancs plus droits…) et équipée d’écopes dans son bouclier, de façon à réduire la surface frontale, tandis que la chute du pavillon a été adoucie pour réduire la trainée. En parallèle, le poste de conduite est abaissé de 5 cm, et la banquette avancée de 15 cm. Ceci est rendu possible par la taille du moteur, plus petite. Avancer le poste de conduite permet de réduire les voies arrière par rapport aux voies avant (comme sur une Citroën DS), sans trop entâcher l’habitabilité arrière. Au total, l’Eolab mesure 4,07 m de long sur 1,72 de large, mais sa silhouette évoque davantage un modèle de Segment C (Mégane, 308…) que son Segment B de départ (Clio, 208).
Des dispositifs actifs viennent également améliorer l’aérodynamique: en roulant, l’assiette pilotée de l’Eolab s’abaisse de 25 mm, puis à nouveau de 25 mm quand on dépasse 70 km/h (et c’est quasi imperceptible). Conséquence, pour faciliter l’accès à bord, la voiture monte de 25 mm dès qu’on ouvre une portière. A l’avant également, un spoiler s’abaisse de 100 mm en roulant. L’idée est que, plus on va vite, plus il faut réduire la trainée du soubassement (il n’y a pas de fond plat sous l’Eolab) et donc éviter que l’air ne s’engouffre sous la voiture, où il la ralentit. Les jantes s’occultent selon la vitesse, avec des enjoliveurs actifs en matériaux à mémoire de forme qui ne s’ouvrent que lorsqu’il faut refroidir les freins, ce qui selon Renault n’est nécessaire “que 5 % du temps”. A l’arrière, des flaps amovibles selon la vitesse (ils s’ouvrent en roulant) viennent tangenter l’air pour créer un effet « goutte d’eau » et ramener l’air des flancs vers la voiture pour éviter les frottements.
Enfin, et c’est la partie la plus visible de tout le travail aérodynamique : la disparition des rétroviseurs, remplacés par des rétro-caméras projetés sur des écrans à l’intérieur A eux-seuls, ils contribuent à baisser les émissions de CO2 de 0,2 grammes ! Pour l’heure, la législation française ne les autorise pas, mais comme ils sont légalisés en Autriche et Allemagne, il est possible que le droit européen les valide à l’échelle communautaire. A la fin, le Cx est de 0,235 (en baisse de 30 %), et le SCx de 0,470 m².
Côté moteur
La motorisation hybride rechargeable est dotée d’un 3 cylindres 999 cm3 de 75 chevaux, 95 Nm de couple, en position verticale à 49° d’inclinaison pour la partie thermique, et d’un power unit de 50 kW et 200 Nm de couple. Compact, il permet de garder de la place pour le moteur électrique, alimenté par une batterie lithium-ion de 400 volts et 6,7 KWh. L’embrayage a été supprimé : c’est une machine électrique sans synchroniseur qui la remplace, avec un superviseur électronique qui choisit de passer les vitesses selon la vitesse et le mode choisi. Il n’y a guère que deux rapports à crabots pilotés, comme en rallye, pour le moteur thermique.
Le moteur propose plusieurs modes de conduite :
– mode ZEV : électrique prioritaire, jusqu’à 120 km/h, puis hybride au-delà ;
– mode long range : il démarre le moteur électrique, puis fonctionne en mode hybride au-dessus de 40 km/h avec le premier rapport du moteur essence, et au-dessus de 70 km/h avec le second rapport thermique.
– mode occasionnel smart charge : à l’arrêt, le thermique produit l’électricité pour assurer le niveau de charge de la batterie.
Selon les calculs de consommation réalisés par Renault sur les principes du cycle NEDC, l’Eolab a réalisé 66 km du parcours de tests sur batteries, puis 25 km en mode hybride, consommant un peu plus de 3,6 l/100 km. Cette consommation, rapportée à l’ensemble du kilométrage parcouru (91 km), est à diviser par 3,64, ce qui donne une consommation globale de 1,0 l/100 km, soit la moitié de l’objectif initial du gouvernement de 2,0 l/100.
Autres innovations
Renault a fait appel à des partenaires pour concevoir l’Eolab. Ainsi, Saint Gobain a créé un pare-brise aminci d’1,5 mm d’épaisseur (3 mm au total) par rapport à celui d’une Clio, sans baisser ses qualités de résistance aux chocs ni sa propreté optique. Ce sont 5,5 kg de gagnés, et c’est une solution réaliste, 30 % plus légère, qui trouvera peut-être le chemin de la série. Les vitrages latéraux en revanche sont des prototypes en polycarbonate feuilleté qu’on ne devrait pas retrouver en série de sitôt : plus difficile à homologuer et autorisés pour l’heure, ils ne sont légalement réservés qu’aux parties non mobiles (uniquement pour les custodes et les lunettes de coffre donc). Le matériau se raye en effet plus vite que du verre et la législation impose une visibilité optimale pour les occupants, le conducteur au premier chef.
Pour les freins, c’est Continental qui a été contacté : le pneumaticien a récupéré la branche automobile de Siemens en 2007 et propose le MKC1, un système complet qui rassemble d’un seul tenant l’ABS, l’ESP, et moteur électrique d’actionnement, sans pompe à vide. Le résultat est un frein à tambour compact de 14,5 kg plus léger que des tambours ordinaires, avec frein de parking intégré permettant l’abandon du frein à main. Pour les mêmes performances de freinage (avec même des distances raccourcies de 15 %, selon Continental), on a donc un équipement qui permet de réduire le poids du véhicule. Ce boîtier a demandé un an de développement, et devrait être lancé en série dès 2017.
Si Continental s’occupe des freins, c’est son concurrent Michelin qui s’occupe des pneus, qui sont d’un type équivalent (145/70 R17) à ceux utilisés par la BMW i3 ou présentés par PSA sur ses 208 Hybrid Air et C4 Cactus Airflow. Le principe : tall and narrow, haut et étroit avec 40 mm de moins en largeur, une meilleure sculpture du dessin, et une résistance au roulement moindre pour moins consommer et baisser les émissions de CO2. L’aérodynamisme est meilleur via des flancs affleurant pour les pneus, qui participent des efforts de Renault pour l’allègement et la pénétration dans l’air.
L’équipementier Faurecia amène pour sa part des polymères pour le plancher arrière et les ouvrants notamment le capot. Il a aussi proposé des sièges amincis à armature composite
Bonus : Le saviez-vous ?
Le véhicule à 2,0l/100 km poursuivi par la Nouvelle France Industrielle, c’est déjà du passé ! Du temps de la Régie, c’était déjà d’actualité, notamment en 1987 avec le prototype Vesta II qui avait, sur route ouverte entre Paris et Bordeaux réussi à ne consommer qu’1,94 L/100. On jugera cependant de son esthétique peu flatteuse… et on se félicitera peut-être que Renault ait préféré commercialiser la sémillante Twingo, en 1993 !
Crédit photographique : François M. pour BlogAutomobile.fr, J. Ongkiehong
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L’essai (2/3)
L’interview du chef de projet (3/3)