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L'Usine Auto

L'auto climato compatible arrive

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Moteurs dépollués, connectivité et allégement grâce aux nouveaux matériaux, l’automobile tire parti des technologies pour concilier mobilité et protection de l’environnement.

Eolab, le concept-car hybride de Renault ne pèse que 955 kg - crédits Renault

Un tramway rue de Rivoli. La piétonnisation d’une partie de la rive droite. Comme Londres, Oslo et Bruxelles, Paris réduit comme peau de chagrin la place de la voiture dans ses rues. « Nous allons mettre en place une zone à basses émissions dont nous allons progressivement interdire l’accès aux véhicules polluants, diesel comme essence », détaillait début janvier la maire (PS) de la capitale, Anne Hidalgo, avant d’ajouter : « La lutte contre la pollution aux particules fines, liée notamment à la diésélisation du parc automobile, est un enjeu de santé publique majeur. » À la lutte contre le CO2, l’industrie automobile a donc ajouté la traque aux polluants. Cet exercice d’équilibriste se durcira encore avec l’entrée en vigueur de la norme Euro 6c en 2017. Les industriels l’affirment pourtant : ils disposent de technologies pour réduire le CO2 comme les oxydes d’azote. Reste à choisir les plus efficaces.

Dépolluer les motorisations thermiques

C’est tout l’enjeu des discussions actuelles autour du moteur diesel. « Une voiture climato-compatible consomme le moins d’énergie possible », résume Christophe Aufrère, le vice-président chargé de la stratégie technologique de ­Faurecia. Pour les véhicules thermiques, le diesel reste la réponse incontournable si l’on veut réduire la consommation et, par conséquent, les émissions de CO2. Pour atteindre une moyenne de 95 grammes de CO2 par kilomètre en 2021, les constructeurs ne savent pas s’en passer, mais ils devront le dépolluer. « Le passage à Euro 6c les contraindra à rendre le système de dépollution efficace sur l’ensemble des usages du véhicule », résume Bertrand-Olivier Ducreux, ingénieur au service transports et mobilité de l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe).

Toutes les solutions de dépollution ne survivront cependant pas à l’introduction de tests d’homologation en conditions réelles de conduite : le nouveau cycle d’homologation en laboratoire Worldwide harmonized light vehicles test procedure (WLTP), complété d’un Real driving emissions test (RDE). La plus efficace est la Selective catalytic reduction (SCR). Dans un catalyseur, de l’ammoniac contenu dans une solution d’urée, l’AdBlue, transforme les oxydes d’azote des gaz d’échappement en azote et en eau. Mais son efficacité se retrouve surtout à forte charge et son coût devra être réduit pour équiper tous les véhicules, même les plus petits. Avec l’arrivée de l’injection directe pour réduire la consommation, les moteurs à essence seront eux aussi équipés dès ­2017-2018 de systèmes de dépollution (filtres à particule, SCR) car, comme les moteurs diesel, ils produiront des particules et des oxydes d’azote.

De plus en plus de voix s’élèvent pour une combinaison de systèmes de dépollution plutôt que pour un arbitrage entre les différents systèmes. « On n’aura ainsi que les avantages de chaque technologie et donc le meilleur à chaque instant », précise Antonio ­Balboa, le vice-président vente diesel de Bosch France. Si cette solution est séduisante à court terme, d’ici à 2020-2025, elle s’érodera. Les systèmes de dépollution alourdissent la voiture. Du coup, elle consomme davantage et émet plus de CO2. « La dépollution selon les usages a un sens mais, sur vingt ou trente ans, il faut plutôt travailler sur l’efficacité du moteur, plaide Frédéric Thibault-Starzyk, directeur de recherche au CNRS et directeur du Laboratoire catalyse et spectrochimie à Caen (Calvados). Les systèmes mixtes, comme les hybrides, par exemple, seraient plus efficaces. »

Des hybrides rechargeables

Précurseur de l’hybride depuis 1997 et le lancement de la première Prius, Toyota a réaffirmé ce choix mi-octobre avec un plan stratégique sur trente-cinq ans, l’Environmental challenge 2050. Le japonais prévoit notamment le lancement d’hybrides dans tous les segments et estime que la vente de 1,2 million de ses modèles hybrides dans le monde en 2014 a permis d’éviter l’émission de 10 millions de tonnes de CO2. « L’hybride rechargeable arrive en ce moment sur le marché, ajoute Éric Champarnaud, le vice-président et associé du cabinet Bipe. Il émet moins de CO2 (40 grammes contre 90 pour un diesel) et moins d’oxydes d’azote. C’est l’une des solutions pour passer les nouvelles normes que les Allemands ont retenue. » Beaucoup d’observateurs soulignent également que, en Europe, la baisse de l’attractivité du diesel encouragera la vente d’hybrides, jugés jusqu’à présent trop onéreux.

Fervent défenseur du 100 % électrique, Renault a pris le pari de l’hybride. Le groupe a dévoilé en septembre 2014 Eolab, son concept de véhicule qui ne consomme qu’un litre aux 100 kilomètres grâce à une motorisation hybride rechargeable. En 2017, c’est une Mégane qui sera équipée en grande série d’un système hybride. « Elle sera dotée du système Hybrid assist, une machine électrique de 10 kW et une batterie électrique de 48 V associées à un moteur diesel », précise Delphine De Andria, la directrice du programme segment C chez le constructeur au losange. La compacte bénéficiera alors d’un coup de boost à l’accélération et n’émettra que 76 grammes de CO2 par kilomètre.

Traquer les kilos en trop

En dehors de l’hybridation, Eolab a aussi permis à Renault d’explorer un autre point crucial pour l’automobile : la réduction de poids. Le concept ne pèse pas plus de 955 kg, grâce notamment à des matériaux innovants comme un toit en magnésium. Pour Nicolas Meilhan, le consultant principal transport et énergie du cabinet de conseil Frost & Sullivan, ­Renault est sur la bonne voie. « Un véhicule climato-­compatible doit être léger, partagé, rempli et pourquoi pas électrique si l’électricité est décarbonée, affirme le consultant, qui plaide pour une fiscalité prenant en compte la masse des véhicules et les émissions de polluants. À moins de 60 km/h, c’est le poids qui joue le plus sur la consommation. » Or les constructeurs ne sont qu’au début du chemin pour diminuer celui des voitures [lire l’entretien ci-contre].

Une autre solution se dessine pour réduire les émissions de CO2 : la voiture connectée. Selon une étude du cabinet ­Berner & Mattner, utiliser l’aide à la conduite, par exemple le régulateur de vitesse, couplée à des systèmes de navigation favorisant l’écoconduite et tenant compte du trafic en temps réel permet de réduire de 15 % les émissions de CO2. Si ces options sont en plus intégrées dans une offre d’autopartage, l’automobile s’avère une solution de mobilité compatible avec la protection de l’environnement en ville.

« Toutes les voitures qui sortiront à partir de janvier 2021 respecteront en moyenne la norme des 95 grammes de CO2 par kilomètre », souligne ­Christophe ­Aufrère. Le challenge se situe beaucoup plus loin, vers 2030, quand la Commission européenne compte abaisser la norme à moins de 70 grammes de CO2 par kilomètre. L’industrie devra alors revoir sa manière de concevoir et de produire les véhicules. Sinon, Nicolas Meilhan ne lui prédit pas un grand avenir, du moins en ville : « Le véhicule climato-compatible sera le vélo électrique. » 

« La question qui se pose est celle de la rupture »

Christophe Aufrère, chief technical officer de Faurecia
 

La course au poids fait rage. Existe-t-il encore des marges de progression ?

Depuis une dizaine d’années, les constructeurs et les équipementiers ont beaucoup travaillé, en optimisant la conception des pièces et en intégrant parfois des matériaux plus légers. Mais il n’y a pas eu, sauf exception, de révolution sur les lignes de production. La question qui se pose est celle de la rupture. Elle va de nouvelles combinaisons matériaux-architecture des pièces à la reconception de sous-ensembles, en passant par une révolution complète dans la conception des voitures.
 

Faut-il prendre exemple sur BMW, qui a revu ses méthodes de conception et de production pour sa gamme électrique ?

Les constructeurs généralistes peuvent gagner du poids à peu près partout. Ils avancent progressivement et notre travail est de leur apporter des solutions économiques. Aujourd’hui, un constructeur peut utiliser des pièces en carbone pour une armature de siège sans modifier fondamentalement son système de production. Demain, s’il introduit un plancher en composite, les bouleversements seront plus importants mais, cette pièce pesant un certain poids, les gains en CO2 peuvent être substantiels.
 

Quels matériaux permettront de réduire encore le poids après 2020 ?

Déjà utilisés, l’aluminium et le magnésium continueront leur progression. Un carter de boîte de vitesses en magnésium est 30 à 40 % plus léger qu’en acier. Mais le coût de ce matériau ne le rend pas toujours pertinent pour la grande série. Faurecia travaille activement sur des biomatériaux, des composites à fibres longues, grâce à une coentreprise avec Interval, une coopérative agricole française. La structure de la planche de bord de l’Alfa Romeo Giulia est faite de ce matériau 25 % plus léger qu’un plastique traditionnel. Après 2020, l’industrie automobile française disposera aussi d’une fibre de carbone économique. La filière produira en 2018 les premières pièces en laboratoire. 

 

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