2014
208 HYbrid Air 2 Litres

 

Peugeot mobilise ses compétences sur l’ensemble des domaines automobiles pour proposer des consommation et émissions de CO2 toujours en progrès.
La marque présente au Mondial de Paris son démonstrateur technologique 208 HYbrid Air 2L. Celui-ci réalise la synthèse d’un ensemble de technologies pour répondre au projet gouvernemental d’une voiture ne consommant que 2,0 l/100km. Ce projet comporte un critère impondérable ; les technologies employées doivent être industrialisables à un coût abordable à l’horizon 2020.
 
 
Voir en fin de page le détail des caractéristiques

 

 
















 

L’objectif de ce démonstrateur est donc très ambitieux. Il s’agit de diviser par deux la consommation d’une déjà très sobre 208 !
 
Pour y parvenir, il est nécessaire de travailler sur plusieurs axes. En effet, gagner le moindre gramme de CO2 est un véritable défi. Sur le cycle NEDC, un gain d’un gramme correspond à:
- un allègement de 10 kg ;
- ou à une réduction de la consommation électrique de 50 W ;
- ou à une réduction de la résistance au roulement de 6 N ;
- ou à une amélioration du SCx de 0,03 m².
D’autre part, un gain de 1% en rendement moteur permet de réduire les émissions de CO2 dans la même proportion.
 
Le démonstrateur technologique 208 HYbrid Air 2L est basé sur un modèle de série, la 208 1.2L PureTech 82 BVM5 dont les valeurs sont les suivantes :
- consommation : 4,5 l/100km ;
- émissions de CO2 : 104 g/km ;
- masse : 960 kg ;
- SCx : 0,65 m².
 
Pour abaisser la consommation à 2,0 l/100km, les ingénieurs du Groupe et les partenaires du projet ont utilisé des technologies jusqu’alors réservées à la compétition ou au domaine du luxe. Ils ont procédé à une sélection rigoureuse pour ne retenir que celles industrialisables dans une usine de production existante et, ce, à haute cadence industrielle. De plus, il s’agit de réduire la consommation sans altérer les qualités de cette voiture, un style fort associé à des prestations de haut niveau.

 
Une masse de seulement 860 kg
 
De série, la PEUGEOT 208 fait appel massivement à l’acier, matière qui compose la structure comme l’habillage. Sa masse volumique étant de 7850 kg/m3, l’emploi de matériaux alternatifs, tels que les composites ou l’aluminium, présente un véritable potentiel. En effet, leur masse volumique est de l’ordre 1200 kg/m3 pour un composite carbone et de l’ordre 2700 kg/m3 pour de l’aluminium.
Cependant, il n’est pas systématiquement possible de remplacer une pièce en acier par la même en aluminium. En effet, il est nécessaire de prendre en compte les propriétés mécaniques et le coût des matériaux.
 
Cette conception multi-matériaux représente un challenge. Il s’agit en effet de réaliser des assemblages mixtes acier / aluminium / composite et de développer de nouvelles technologies d’assemblage. C’est l’un des axes majeurs du projet.
 
La structure en acier accueille un nouveau plancher en matériau composite qui participe à l’absorption d’énergie en cas de choc. Cet ensemble étant soumis à une cataphorèse durant le process de fabrication, ce plancher composite est constitué de trois éléments assemblés par collage à partir d’un plastique thermodurcissable.
 
La rigidité des composites est également exploitée pour simplifier la conception de certaines pièces. Le hayon est ainsi à architecture dite semi-structurelle par l’association d’une peau et d’une doublure d’une épaisseur de 1,5 mm assurant sa résistance à la torsion. Celle-ci dispense de l’ajout de renfort dans les zones planes par l’optimisation de l’orientation des fibres de carbone en fonction des flux d’effort. La rigidité et la masse réduite permettent par ailleurs de supprimer l’un des deux vérins équilibreurs, soit un allègement complémentaire. Enfin, au moulage, une gorge est pratiquée dans la doublure pour recevoir le faisceau électrique, permettant de réduire le nombre d’agrafes.
Les côtés et les panneaux de caisse, les portières et le pavillon font eux aussi appel aux composites carbone, comme les ressorts hélicoïdaux de suspension. Pour ceux-ci, l’emploi du composite impacte positivement le comportement dynamique par la réduction des masses non suspendues.
 
Le berceau moteur, les brancards et les longerons sont réalisés en aluminium, métal à la propriété de protection cinétique. En effet, au contact de l’oxygène, l’aluminium se couvre naturellement d’une fine couche d’alumine qui le protège de la corrosion en profondeur. De plus, l’aluminium se recycle sans altération de ses propriétés mécaniques.
 
Cependant, les efforts d’allègement ne se concentrent pas uniquement sur l’emploi de nouveaux matériaux mais également sur la re-conception de pièces existantes. Ainsi, l’adaptation des épaisseurs de la ligne d’échappement en inox permet un gain de 20% sur cette seule pièce.
 
Basé sur une 208 de série particulièrement légère, le démonstrateur technologique 208 HYbrid Air 2L affiche une réduction conséquente de la masse. Les matériaux ainsi que la re-conception des pièces et de nouveaux procédés permettent de gagner 100 kg.

 
Une chaîne de traction conjuguant expérience de conduite et sobriété
 
De série, la 208 1.2L PureTech 82 dispose d’un moteur essence associé à une boîte de vitesse mécanique à 5 rapports. Cet ensemble est remplacé par une chaîne de traction hybride essence – air comprimé. La technologie HYbrid Air combine deux énergies pour atteindre le meilleur rendement en fonction des différentes situations de vie. Ainsi, l’air comprimé va assister le moteur essence, voire s’y substituer, pour l’amener à ces points de fonctionnement les plus efficients lors des phases transitoires : accélérations et décollages.
 
Elle est constituée :
- d’un réservoir d’énergie, contenant de l’air sous pression, disposé sous le plancher du coffre,
- d’un réservoir basse pression au niveau de la traverse du train arrière et faisant office de vase d’expansion,
- d’un groupe hydraulique constitué d’un moteur et d’une pompe, installé sous le capot sur la transmission.
Cette dernière est composée d’un train épicycloïdal piloté pour gérer la répartition entre les deux énergies. Elle remplace la boîte de vitesses mécanique et offre, en plus, des prestations d’automatisation des changements de vitesses.
 
Les deux réservoirs, désormais positionnés dans la zone arrière, sont constitués d’une âme en aluminium, pour l’étanchéité, recouverte d’une peau en composite, pour la robustesse.
 
En fonction de la situation de vie rencontrée, le superviseur sélectionne, de manière totalement transparente pour le conducteur, le mode permettant d’atteindre le meilleur rendement.
Dans le mode Air (ZEV), seule l’énergie contenue dans l’air comprimé motorise le véhicule. Sans consommation d’essence et d’émissions de CO2, ce mode exprime sa quintessence en circulation urbaine.
 
En mode Essence, seul le moteur essence entraîne le véhicule. Il est particulièrement adapté sur route et autoroute à vitesse stabilisée. Le mode Combiné est destiné en particulier aux phases transitoires en ville et sur route (décollages, accélérations). Il combine les deux énergies dans des proportions ajustées pour atteindre la consommation optimale.
 
Le réservoir d’énergie est rechargé soit à la décélération (freinage ou lever de pied) soit par une dérivation d’une partie de l’énergie développée par le 3 cylindres essence afin de comprimer l’air.
Dans les deux cas, la capacité énergétique maximale de l’accumulateur sous pression est atteinte très rapidement, en dix secondes seulement.
 
Le 3 cylindres essence 1.2L PureTech 82 de dernière génération est optimisé, notamment en ce qui concerne les pertes par frottements. En effet, celle-ci représente environ 20% de la puissance consommée par un moteur. Pour les réduire, les deux arbres à cames ainsi que les pistons sont recouverts d’un revêtement Diamond Like Carbon.
En association avec de nouveaux coussinets en polymère, le moteur contient une huile à très basse viscosité pour atteindre plus rapidement le point de fonctionnement optimum du moteur.
Grâce à ces évolutions, le rendement du moteur progresse de 4%.

 
Un style naturellement efficient
 
La fluidité fait partie du patrimoine stylistique de la Marque, de son ADN. Efficient dès l’origine, le style 208 connaît seulement quelques évolutions pour parfaire l’aérodynamique. La progression de 208 HYbrid Air 2L est améliorée par la réduction des perturbations aérodynamiques. Ainsi, l’assiette est abaissée et un module d’entrées d’air piloté gère au juste nécessaire le flux d’air pénétrant dans le sous-capot.
 
L’écoulement est également amélioré par l’ajout d’enjoliveurs pour parfaire la jonction entre les montants A et le parebrise. La partie arrière comporte un béquet intégré au hayon et un extracteur d’air sous caisse. Celui-ci évacue le flux qui se propage sous la voiture sans entrave grâce au carénage du soubassement.
 
Sur les flancs de la carrosserie, la rétrovision n’est plus confiée à un miroir, protégé par une coque, mais à une caméra au support profilé alliant esthétisme et efficacité. Les jantes de grand diamètre sont couvertes par des enjoliveurs aérodynamiques.
 
Les pneumatiques contribuent à cette performance par leur architecture innovante. Le choix des matériaux et la conception de la bande de roulement permettent de combiner une faible largeur et un grand diamètre. L’aérodynamisme et la résistance au roulement des pneumatiques sont ainsi améliorés.
 
Cette architecture présente d’autres bénéfices : meilleure absorption des irrégularités de la route, meilleure résistance à l’aquaplaning, confort acoustique supérieur. Le SCx résultant présente une véritable rupture ! Les ingénieurs et les stylistes sont parvenus à réaliser un bond supérieur à 20% tout en préservant l’habitabilité et le coffre !

 
Une initiative de la filière automobile
 
Composée des constructeurs, sous-traitants, équipementiers, distributeurs, concessionnaires, fournisseurs de service, etc., la filière automobile représente en France 800 000 emplois directs.
Conscients de son importance stratégique pour l’économie française, les Pouvoirs Publics ont favorisé la création de la Plate-Forme Automobile (PFA).
 
La PFA a notamment pour missions de développer une vision claire des grands enjeux de moyen et long terme communs à l’ensemble de la filière et d’organiser les actions permettant d’y répondre.
 
S’inscrivant dans ce cadre, en plus des compétences internes au Groupe, le démonstrateur technologique 208 HYbrid Air 2L a été réalisé en collaboration avec les partenaires de la Plate- Forme Automobile : Faurecia, Michelin, Plastic Omnium, Valeo.
 
 

 




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