Les constructeurs français, l’innovation, demain… et après-demain

Dans le cadre de son réseau StelLab (Science Technologies Exploratory Lean Laboratory), tissé avec des universités et des laboratoires tout autour du monde, PSA travaille sur un vivier de technologies parfois en simple réflexion, dont les applications ne devraient pas voir le jour avant 2020, voire 2030 !

Combustion solide, une nouvelle forme d’énergie
Véritable alternative aux chaînes de traction thermiques traditionnelles, ce concept se base sur un carburant de substitution dont la combustion ne produirait pas de CO2. Cette technologie a pour principe la combustion de particules métalliques très fines (aluminium, magnésium, fer…). Pour faire simple, une chaudière, avec un brûleur alimenté par de la poudre de métal. L’énergie produite est utilisée pour faire de l’électricité et mouvoir le véhicule. Bien entendu, l’un des enjeux majeurs consiste à savoir récupérer et exploiter au mieux les fumées résultant de la combustion. Selon les premières études menées par l’OpenLab d’Orléans, partenaire de PSA sur le sujet, la densité énergétique du système serait équivalente à celle de l’essence. Il ne s’agit, à l’heure actuelle, que d’une exploration scientifique afin d’étudier cette forme de combustion.

Actionneurs à mémoire de forme
Dans le cadre de ce projet, PSA et son laboratoire partenaire cherchent à fonctionnaliser la matière, c’est-à-dire la rendre plus intelligente. Dans l’aéronautique notamment, on utilise des matériaux capables de changer de géométrie pour améliorer l’aérodynamisme par exemple. Dans l’automobile, les alliages à mémoire de forme permettent une mise en forme initiale, qui peut subir une déformation importante et ensuite revenir à son état mémorisé après un chauffage ou l’application d’un courant électrique. Si l’on se prend à imaginer une application concrète, on peut se figurer des écopes de freins actives, dont la captation d’air frais varie en fonction de la température des disques. Le tout avec des actionneurs totalement passifs, sans consommation d’énergie supplémentaire.

La gestion active de l’aérodynamisme
La réduction des émissions de polluants passera par l’amélioration de l’aérodynamisme des véhicules. Mais il faudra des solutions de rupture, afin de passer certains caps en la matière. Outre les solutions passives, expérimentées depuis des années, ce projet explore de nouvelles pistes de recherches destinées à contrôler activement l’écoulement de l’air autour du véhicule. Plus concrètement, les ingénieurs envisagent d’insérer, à l’arrière du pavillon par exemple, des injecteurs d’air pulsé qui, une fois en fonction, modifient le flux principal, appelé “traînée principale”. Ce pilotage de la turbulence permettrait également de s’affranchir de nombreux appendices aérodynamiques qui alourdissent le design.

Les formations des “bancs de poissons” pour fluidifier le trafic
Il s’agit d’étudier les déplacements de bancs de poissons. Le déplacement en essaim d’individus se caractérise par une connaissance limitée de leur environnement proche, leur permettant d’éviter les collisions, tout en observant des schémas communs. Ainsi, on s’aperçoit que, pour réguler les distances et les vitesses, chaque individu peut combiner trois types de comportements lorsqu’il se déplace en groupe. La répulsion : les individus s’éloignent quand ils sont trop proches. L’attraction : les individus se rapprochent quand ils sont trop éloignés. L’imitation : les individus se déplacent de la même manière quand ils évoluent à une distance adaptée.

Dupliqués à l’automobile, ces concepts permettraient d’éviter les collisions entre véhicules (répulsion), d’optimiser l’espace disponible en vue d’une meilleure gestion de trafic (attraction) et, enfin, de minimiser les temps de trajets, les émissions et la consommation, grâce à une vitesse adaptée (imitation).

Reconnaissance des gestes de doigts
De plus en plus et de manière naturelle, nous communiquons avec les mains pour interagir avec notre environnement. Le développement des interfaces tactiles a également favorisé ce constat. Il est aujourd’hui possible de développer des systèmes de reconnaissance des gestes, permettant de contrôler des interfaces Homme-Machine (IHM). On imagine alors un conducteur qui bouge ses doigts tout en gardant les mains sur le volant. Une caméra placée derrière lui capte le geste qui, une fois analysé, permet d’activer ou régler certaines fonctions comme la climatisation ou encore l’autoradio. Une nouvelle expérience de conduite, confortable et sécuritaire. Toutefois, il reste encore de nombreuses études et validations à mener pour fiabiliser les premiers démonstrateurs.

Frédéric Richard

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Avec une moyenne de 116 g, le niveau d’émission de CO2 par kilomètre parcouru des Renault est le plus bas d’Europe. Une position dominante que le constructeur entend bien sûr conserver, comme le confirmait Rémi Bastien, son directeur de l’innovation, en ouverture de la 2e édition de la journée Innovation@Renault.

Le fait d’ouvrir les portes du laboratoire de recherche de Renault ne signifiait pas accéder à une transparence totale sur le calendrier. Mais pour la plupart de ces projets, ils sont imminents.

Le TCe 90 incliné à 49°
Il s’agit d’un tout nouveau moteur dans le portefeuille du constructeur, né sur la base du 3 cylindres qui anime la Clio IV. Ce projet a été conduit en réponse aux demandes des designers puisque conçu de manière asymétrique. Il viendra se loger sous le capot des voitures compactes, telles que la future Twingo, sans empiéter sur l’espace à l’intérieur de l’habitacle. Ainsi, 50 % des pièces ont dû être modifiées. Il se voit équiper du plus petit turbocompresseur wastegate électrique au monde. Résultat : les consommations de carburant baissent, les émissions de CO2 sont inférieures à 100 g/km et il reçoit l’homologation Euro 6.

Piston en acier
Les pistons en acier vont refaire leur apparition sur certains moteurs Diesel de Renault. Une décision qui s’explique par la volonté de gagner en rendement. La géométrie de la chambre de combustion reste la même, tandis que celle du piston s’inspire de la F1. La masse entre l’ancien piston en aluminium et le nouveau en acier demeure ainsi identique. Ce qui change, c’est la maîtrise de la dilatation sous l’effet de la chaleur, avec un seul matériau. Entre la diminution des frottements et la résistance naturelle à la combustion, le rendement progresse de 2 à 3 %, selon un ingénieur de Renault. A noter que cette innovation 2014 coûte plus cher à la production.

Le Diesel à double-turbo
Le downsizing des moteurs a ses limites que le doublement des turbocompresseurs permettra de compenser. Les ingénieurs ont donc travaillé à l’ajout d’un “petit” qui, grâce à la technique bien connue du réemploi des gaz d’échappement, offre un surcroît de puissance à bas régime. Renault annonce une exploitation de 80 % du couple dès 1 500 tours. Le CO2 baisse de 2 à 8 % selon les motorisations.

Le hayon de verre et de métal
2,5 kg, c’est le poids gagné sur le nouveau hayon mis au point par Renault et qui, à la base, pesait environ 20 kg. Pas négligeable. “Ce sont les designers qui nous ont réclamé cette évolution”, confie un ingénieur. Sur un hayon classique, le verre est collé à la pièce métallique. Ici, la feuille de grande taille est collée sur une structure légère et intègre les différentes composantes, dont le câblage, les butées, les fixations du becquet brevetées et le logo. Un ensemble aussi rigide, moins coûteux à produire, mais qui oblige à tout remplacer en cas de choc.

Pamu ou la voiture autonome
La Pamu ou Plateforme avancée de mobilité urbaine est le nom du programme de voiture autonome de Renault. Depuis deux ans, le constructeur travaille sur cette technologique. Il a limité le périmètre d’expérimentation au parking pour s’affranchir des contraintes législatives et se concentrer sur le développement de ce “voiturier”. Les ingénieurs sont en phase d’apprentissage et de définition des algorithmes qui régiront la conduite automatisée. La Fluence utilisée est équipée de trois caméras, trois radars, un capteur à ultrason et un GPS spécifique. L’objectif : optimiser le stationnement.

Gredy Raffin