EoLab : le véhicule ultra-basse consommation de Renault

Renault présentera au Mondial de l’Automobile 2014 sa vitrine de l’innovation pour l’environnement. EoLab ne consomme qu'un litre pour 100 kilomètres. Pour cela, il combine allégement, aérodynamisme et motorisation hybride. Des avancées qui se retrouveront progressivement sur les véhicules de série.

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EoLab : le véhicule ultra-basse consommation de Renault
Une ligne fluide et aérodynamique, mariant séduction et efficience

Pour limiter les émissions de gaz polluants et anticiper les futures réglementations européennes, une seule solution : consommer peu de carburant fossile. Les véhicules à ultra-basse consommation seront donc les vedettes du prochain Mondial de l’Automobile de Paris. Ils seront la matérialisation du projet ‘‘Véhicule 2l/100 km pour tous’’ à l’horizon 2020, lancé dans le cadre du plan ‘‘Nouvelle France industrielle’’.

Renault dévoilera ainsi le concept-car EoLab qui regroupe de nombreuses innovations lui permettant d’afficher une consommation théorique de 1l/100 km. Ce concentré d’avancées technologiques, une centaine en tout, qui sont selon le constructeur industriellement réalistes, sera progressivement intégré aux futurs véhicules de la marque.

Trois axes de travail

Pour cela, les ingénieurs de Renault ont travaillé sur trois axes : l’aérodynamique ; l’allégement ; la motorisation hybride. Coté aérodynamique, la silhouette d’EoLab a été dessinée pour bien pénétrer dans l’air, tandis que des équipements mobiles tels qu’un spoiler actif s’abaissant de 10 cm et des flaps latéraux se déployant de 6 cm, améliorent son efficacité au-delà de 70 km/h. Notons aussi l’existence d’une suspension pilotée abaissant le véhicule de 25 mm au-delà de 70 km/h pour limiter le passage d’air sous le véhicule, ainsi que des jantes dont le voile se ferme lorsqu’il n’y a pas besoin de refroidir les freins. La trainée aérodynamique SCx est ainsi de 30 % inférieure à celle d’une Clio IV. A 130 km/h cela induit une baisse de consommation de 1,2l/100 km.

EoLab a aussi subi une cure d’amaigrissement de 400 kg par rapport à un véhicule de segment B de type Clio IV (-30 %) grâce notamment à l’emploi d’une structure de caisse multi-matériaux, combinant acier TTHLE, aluminium et composites, ainsi qu’à un étonnant toit en magnésium de 4,5 kg (-55 %). Cet allégement de la structure constitue un cercle vertueux, car il a permis de réduire la taille, la masse et donc le coût des organes du prototype (moteur, batterie, roues, freins…) et de financer le choix des matériaux onéreux. Ainsi 130 kg ont pu être gagnés directement sur la caisse, 160 kg sur les éléments des liaisons au sol et de la chaîne de traction, ainsi que 110 kg sur les habillages et équipements.

EoLab

Enfin, la motorisation Z.E. Hybrid est de type moteur essence + moteur électrique + batteries rechargeables. Une première pour Renault qui misait jusque-là sur le tout électrique. A la fois compacte et abordable, cette technologie assure une ultra-basse consommation et surtout une mobilité ‘‘zéro émission’’ sur les trajets urbains ou inférieurs à 60 km et ce jusqu’à 120 km/h.

Le moteur essence 3 cylindres de 999 cm3 développe 57 kW (75 ch) et un couple de 95 Nm. Il est attelé à un moteur électrique à aimants permanents capable de délivrer un pic de puissance de 50 kW et de fournir un couple de 200 Nm. Il est alimenté par une batterie Li-ion 400 V de 6,7 kWh, fruit des travaux entre Renault et le CEA. Cet ensemble est accolé à une boîte de vitesses sans embrayage à trois rapports, les deux premiers étant couplés à la machine électrique, le troisième au moteur thermique. Un système de contrôle peut ainsi gérer 9 combinaisons de vitesses entre les modes électriques et hybrides sans embrayage.

EoLab

Cette technologie Z.E. Hybrid complètera l’offre électrique actuelle ‘‘zéro émission’’ de Renault (moteur électrique + batteries rechargeables), dans les prochaines années.

Alléger pour tout le monde

« On peut toujours alléger en y mettant le prix, mais ce serait contraire à la philosophie de Renault. Notre stratégie consiste à alléger pour tout le monde, ce qui nous impose de ne retenir que des solutions économiques, accessibles pour nos clients. Cette approche peut se résumer en quelques mots : mettre le bon matériau au bon endroit », souligne Laurent Taupin, le chef de Projet EoLab.

Cette volonté de maîtriser les coûts s'est traduite par une contrainte forte : trouver des solutions d'allégement compatibles avec les moyens industriels existants, tout en optimisant l’équation masse/coût/process/fonction.

Co-innover avec les équipementiers

Toutes ces percées sont aussi le fruit d’une démarche de ‘‘co-innovation’’ lancée avec les industriels et les équipementiers tels : Saint-Gobain pour les vitrages ; Posco pour les éléments en magnésium ; Faurecia pour les sièges ; Michelin pour les pneumatiques et Continental pour le système de freinage.

Ainsi Michelin a développé des pneumatiques étroits de 145 mm, contre 185 mm pour la plus petites des Clio IV, tout en diminuant leur poids et en optimisant l’architecture de la carcasse et de la bande de roulement pour minimiser la résistance à l’avancement de 15 %.

Continental a développé un système évitant que les plaquettes de frein ne restent en permanence au contact des disques, léchage minimisant le temps de réaction mais augmentant la consommation. Le système détecte la volonté du conducteur de freiner et rapproche instantanément les plaquettes des disques ayant d’appliquer l’effort de freinage. Ce bloc de freinage électro-hydraulique MK C1 intègre aussi assistance, ABS et ESP, jusque-là répartis dans plusieurs boîtiers. Les disques ont été allégés en plaquant des faces frottantes en acier sur un moyeu en aluminium. Enfin, le frein de parking devient automatique, supprimant levier et câble. En tout, la fonction freinage a été allégée de 14,5 kg à iso-prestation.

Le travail avec Saint-Gobain Sekurit a permis un gain de masse de 7 kg (-25 %) sur les vitrages en faisant passer leur épaisseur de 4,5 à 3 mm pour les pièces en verre. De même le pare-brise est en verre aminci, tandis que les vitrages latéraux adoptent le feuilletage (et non plus la trempe) et que plusieurs vitres non coulissantes font appel aux polymères.

Les sièges ont, en collaboration avec Faurecia, été quant à eux à la fois allégés et amincis pour améliorer l’habitabilité des places arrières. La masse de la structure des sièges a été réduite de 35 %, celle des coques d’habillage de 40 % et l’épaisseur des dossiers de 30 %. Enfin, les pièces d’habillage en plastique de l’habitacle font appel au moussage, ce qui a permis de réduire de 20 à 30 % le poids des ébénisteries.

EoLab

EoLab ne correspond pas à la première ébauche d’un futur véhicule, mais il est certain que les innovations qu’il recèle ayant été développées en ayant à l’esprit les possibilités industrielles et l’optimisation du compromis masse/coût/process/fonction, elles se retrouveront rapidement sur les futurs modèles de la gamme.

Jean-François Prevéraud

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