Prototypes de recherche : du plus réaliste au 100 % autonome

 28/08/2018  Claude Yvens  Trucks & Trailers
Prototypes de recherche : du plus réaliste au 100 % autonome

Les constructeurs ne sont pas (plus) les seuls à développer des prototypes sur lesquels ils testent les solutions techniques de demain. De grands équipementiers jouent aussi le jeu, et la digitalisation du R&D permet même à de purs inconnus (avec quelques moyens financiers) de se mêler au débat. Petit tour d’horizon des projets en cours.

 Il y a tout d’abord les prototypes très proches de la série, que l’on construit à quelques dizaines d’exemplaires pour les confier à une poignée de clients sélectionnés, le temps des maladies de jeunesse et d’affiner les caractéristiques techniques. C’est très à la mode depuis l’arrivée des camions électriques.

Les camions électriques de demain

Daimler avait produit quelques eCanter dont les essais en conditions réelles ont permis de mieux calibrer puissance du moteur et capacité des batteries en fonction des performances réellement attendues par les clients… et d’un positionnement prix réaliste. C’est ainsi, par exemple, que le moteur de 185 kW a été ramené à 129 kW sur la version de série.

Mercedes-Benz est en train de faire exactement la même chose avec l’eActros. La production en série de ce camion de distribution (18 et 25 tonnes) ne débutera qu’en 2021, mais vingt clients (allemands et suisses) vont pouvoir emmagasiner de l’expérience pendant deux ans avec le prototype de pré-série.

La propulsion de l’eActros est assurée par deux moteurs électriques de 125 kW, qui fournissent chacun un couple nominal de 485 Nm. Par la magie des rapports de transmission, ce couple monte à deux fois 11.000 Nm au niveau des trains roulants. L’alimentation est confiée à 11 packs de batteries Lithium-Ion totalisant 240 kWh. Ces batteries sont refroidies ou chauffées à l’eau pour maintenir leur température de fonctionnement idéale à 25°C. MAN et Renault Trucks ne procèdent pas différemment avec leurs TGS et D Wide électriques.

Le résultat de ces deux années de test sera peut-être similaire aux conclusions qu’a tirées Volvo Trucks des tests qu’il a réalisés jusqu’ici en interne : la combinaison ‘moteur-batteries’ d’un camion électrique se compose selon les besoins réels du client (vitesse maxi, charge utile, autonomie). En fonction de cela, on installe plus ou moins de packs de batteries comme on choisit un réservoir plus ou moins grand pour le diesel.

Les purs projets de recherche

Quelques projets impliquent à la fois des constructeurs et des équipementiers. En Europe, ces projets bénéficient souvent d’un financement public, et l’un d’entre eux illustre bien comment passer de la recherche pure à une possible application en série. Il y a deux ans, DAF exposait au salon IAA un tracteur XF qui présentait une légère protubérance au niveau du pare-chocs avant. Développé dans le cadre du projet Convenient, il permettait de réduire la consommation de 25 % en utilisant plusieurs techniques de pointe : essieu hybride à récupération d’énergie Meritor, module hybride ZF de 120 kW et pack de batteries permettant de parcourir 6 kilomètres en mode électrique.

Ce véhicule de recherche fonctionne, mais il est trop lourd, trop complexe et trop onéreux pour que ses solutions soient appliquées à la grande série. Un autre projet a donc été lancé, et le DAF Convenient est devenu le DAF EcoChamps. Cette fois, le but est de se rapprocher d’une version commercialisable. Les partenaires ont notamment utilisé des éléments déjà utilisés dans l’industrie automobile (dont des batteries Samsung utilisées par BMW) et adopté une version moins coûteuse du système de récupération de l’énergie thermique à l’échappement de Bosch.

Dans le même ordre d’idées, on attend pour la fin de cette année les résultats définitifs du projet Urban Lab 2 porté par Renault Trucks.

Les équipementiers en pointe

Les grands équipementiers ne sont pas en reste. Après tout, ils disposent d’une puissance supérieure à la majorité des constructeurs de poids lourds (130.000 personnes chez ZF et 110.000 chez Michelin pour 90.000 chez Volvo Group, par exemple) !

ZF, justement, s’est fait une spécialité des prototypes roulants. La version 2016 de cet Innovation Truck, pour peu spectaculaire qu’elle soit de l’extérieur, recèle des techniques que l’on pourrait retrouver rapidement chez un constructeur : par exemple, l’Evasive Maneuver Assist est une version plus performante des systèmes de freinage d’urgence, puisque l’EMA, en cas de collision imminente, agit non seulement sur les freins mais aussi sur la direction. Le camion est donc capable d’éviter l’obstacle qui se présente devant lui.

Le ZF Innovation Truck bénéficie aussi du SafeRange, un système de mise à quai automatisée qui fait appel à deux capteurs installés sur le quai de chargement qui repèrent le camion en approche et communiquent avec un boîtier Openmatics installé dans le camion qui dirige moteur, transmission et direction pour assurer une mise à quai parfaite.

Autre exemple : le Starship développé avec le soutien de Shell aux Etats-Unis. Le propos est ici davantage porté sur le moteur diesel et sur l’aérodynamique. Un moetur de série (Cummins X15 de 400 ch) a été reconfiguré pour obtenir un régime de croisière de 800 tours/minute et abaisser la consommation. L’apport de Shell se situe au niveau des lubrifiants synthétiques les plus extrêmes de sa gamme de recherche.

Le Starship utilise aussi un troisième essieu hybride à récupération d’énergie thermique, mais on a vu plus haut que cette technique est actuellement trop lourde et trop onéreuse pour une mise en production. Enfin, la grille de radiateur à géométrie variable ne s’ouvre que lorsque le moteur a besoin d’air de refroidissement et se referme à d’autres moments, ce qui améliore le coéfficient aérodynamique du véhicule.

Enfin, il y a les prototypes de camions autonomes… qui font l’objet d’un chapitre complet dans notre dossier Transport 4.0 et que vous pourrez découvrir dans les pages qui suivent.

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