En route pour une mobilité durable IV

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V11/10F
Dernière mise à jour :
mars 2011
En route pour
une mobilité durable
IV
s.a.
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Bruxelles
uxelles 1050 Brussel
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pp
2
Table des matières
1. Avant-propos
5
2. Introduction
7
3. Historique
10
Pionnier depuis plus de 60 ans
11
Évolution de la consommation
15
4. Astuces pour consommer moins
16
5. Stratégie
18
BlueMotion Technologies
19
Réactualisation de l’avenir
21
Le présent
L’avenir immédiat
L’avenir à long terme
22
23
24
6. Initiatives et technologies
26
« Eco-driving » : depuis 1994
27
La communication « car-to-X »
27
La biomimétique
28
Moteurs TDI
28
Moteurs TSI
28
Technologie hybride
29
TSI EcoFuel
30
BiFuel
30
MultiFuel
30
« Downsizing »
30
Optimisations au niveau du moteur
30
Catalyseur
30
Catalyseur SCR
31
Filtre à particules
31
3
Boîte de vitesses longue
32
Boîte de vitesses DSG
32
Servodirection électromécanique
32
Récupération d’énergie
32
Système « Stop-Start »
33
Incitation à changer de vitesse
33
Pneus verts
33
Aérodynamique
34
Réduction des pertes par friction
34
Roue libre
34
GCI : Gasoline Compression Ignition
34
SGI : Strahlgeführte Injektion
36
Volkswagen encourage la consommation d’alcool…
37
Carburants synthétiques
39
®
SynFuel
SunFuel®
CCS : Combined Combustion System
Partenariat avec Shell
Piles à combustible à haute température
Hydrogène
39
39
41
43
43
44
Partenariat pour le développement de batteries
destinées à des véhicules hybrides
45
Partenariat avec Sanyo (fabricant de batteries)
46
La maison D’Ieteren s’engage
46
Station polaire Princess Elisabeth
50
7. Concepts de véhicules
VW City-Taxi
Polo, Derby, Golf, Jetta, Passat et Passat Variant Formel E
Öko-Polo
Chico
Elektro-Van
Öko-Golf / Golf Ecomatic
Golf CitySTROMer
51
52
52
52
53
53
53
53
4
Lupo 3L
Lupo à « moteurs-moyeux »
VW 1L, …
… L1 et …
… XL1
EcoRacer
Touran HyMotion
Space up !
Space up ! blue
Golf BlueMotion 99 g/km de CO2
Golf Twin Drive
Passat BlueTDI
Golf BiFuel
Passat, Touran et Caddy EcoFuel
E-Up !
Polo BlueMotion 87 g/km de CO2
Up ! Lite
Touareg Hybrid
Passat BlueMotion 114 g/km de CO2
Passat MultiFuel
Golf blue-e-motion
Bulli
e-Solex
54
54
54
54
55
55
56
56
56
56
57
57
57
58
58
58
58
59
60
60
60
60
61
5
1.
Avant-propos
La nécessité de réduire la pollution automobile n’est pas une idée nouvelle. Qu’il
s’agisse des émissions générées lors des déplacements, de celles liées à la fabrication ou du recyclage, les nombreuses mesures prises par le passé produisent déjà
leurs effets.
Ce dossier s’intéresse en particulier aux stratégies mises en place pour limiter la
pollution inhérente à l’utilisation d’un véhicule. Nous laisserons donc de côté les
initiatives telles que l’usage de peintures à base d’eau au lieu de solvants, plus polluants, ou encore le nouveau procédé de recyclage de Volkswagen et SiCon (mis en
œuvre au Belgian Scrap Terminal de Kallo, à Anvers).
Le trafic est en constante évolution, traduisant en cela nos souhaits de mobilité.
Malgré cette augmentation du nombre de kilomètres parcourus, les émissions ont
suivi la tendance inverse pour diminuer de manière spectaculaire, et elles diminueront encore. Entre 1990 et 2030, les émissions de particules auront baissé de 90%,
les oxydes d’azote (NOx), de 70%, et le monoxyde de carbone (CO), de 80%. Cette
diminution, déjà atteinte en grande partie en 2007, est le fait combiné de la mise en
place de normes (Euro 1, Euro 2…) et de nouvelles technologies. Cela se traduit aussi
par une baisse significative de la consommation moyenne des véhicules, malgré une
augmentation générale du poids et des dimensions liée à la sécurité et au confort. En
1995, la consommation moyenne était de 7,5 l/100 km, alors qu’elle n’est plus que
de 6,2 l/100 km aujourd’hui, soit une diminution de 17%. Les émissions moyennes
de CO2 sont passées dans le même temps de 186 g/km à 158 g/km. Ces résultats
encourageants ne sont pourtant pas suffisants. Le dossier ci-joint reprend l’ensemble
des investissements et stratégies – en cours et futures – réalisés par Volkswagen
pour un meilleur respect de l’environnement.
Nous sommes confrontés à un défi majeur
Le changement climatique est certainement l’un des plus grands défis écologiques
posés à l’humanité. Objectif prioritaire : une réduction massive des émissions de CO2.
Afin d’éviter de lourdes conséquences pour notre planète, nous devons restreindre
les émissions de manière drastique à tous les niveaux : lors de la production d’énergie,
dans l’industrie, l’agriculture, les transports... Ce défi concerne également le domaine
privé.
Faits et contexte
L’émission de dioxyde de carbone à l’échelon mondial s’est aujourd’hui imposée
dans les débats comme l’un des thèmes les plus brûlants. Pour quelle raison ? Parce
que la montée rapide des émissions de CO2 risque de perturber gravement l’équilibre
de l’atmosphère et, ce faisant, d’entraîner des changements climatiques.
Qu’est-ce que le CO2 ?
Le CO2 est un gaz que l’on trouve à l’état naturel dans l’atmosphère. Il est le résultat
de la combustion sous oxygène de substances contenant du carbone et donc aussi
de la respiration. Les plantes fixent ce CO2 et le transforment en glucose et en
oxygène dans leur processus de croissance. La décomposition de végétaux libère
le CO2 dans l’atmosphère, où il joue un rôle déterminant dans la survie de l’espèce :
6
comme la verrière d’une serre, il réfléchit le rayonnement thermique de la terre et
fait monter la température dans une plage qui rend la vie possible. Le CO2 n’est pas
un gaz toxique (il est même vital pour la survie des plantes, par exemple). Sans ce
réflecteur naturel, la température de la terre tomberait à – 18 °C.
7
2.
Introduction
La préservation de l’environnement chez Volkswagen :
une véritable culture d’entreprise depuis longtemps et un nouveau
nom (« BlueMotion ») depuis 2006
Les recherches en matière de mobilité propre sont poussées très loin et dans
de multiples directions par Volkswagen. Dès 1971, donc avant la première crise
pétrolière, la marque s’est intéressée à la mise au point de modes de propulsion
« alternatifs ». Les différentes solutions expérimentées – véhicules électriques
(Jetta CitySTROMer, Golf CitySTROMer, Elektro Van), véhicules fonctionnant à
l’éthanol, au méthanol, voire à un mélange méthanol/essence (Golf et Jetta),
véhicules hybrides diesel-électricité (Golf Hybrid, Golf EcoPower) et véhicules
roulant à l’huile de colza (Passat turbodiesel), voire au biodiesel* – démontrent
l’existence de technologies avancées et éprouvées en la matière. Volkswagen
do Brazil commercialise des moteurs qui fonctionnent à l’éthanol et plusieurs
prototypes à hydrogène (Bora HyMotion, Touran HyMotion) ont fait l’objet de
tests grandeur nature en Chine, aux États-Unis et dans les cols des montagnes
alpines.
Pour le premier constructeur européen, le développement de véhicules propres
suivra des voies multiples en fonction des marchés, des ressources disponibles
et des habitudes locales.
Il n’existe pas de solution unique, mais des produits et des technologies adaptés
à chaque marché. La voiture hybride, par exemple, convient bien aux marchés
typés « essence » (Japon, États-Unis) et aux pays où la circulation en ville et les
habitudes de conduite rendent les déplacements relativement plus lents que chez
nous. C’est moins le cas en Europe, où les performances écologiques des voitures
hybrides sont égalées par celles des meilleurs véhicules diesel. À quoi s’ajoutent
le prix, le poids et l’encombrement bien supérieurs de la technologie hybride.
Les moteurs à l’éthanol ont connu un développement important au Brésil, alors
qu’en Allemagne, c’est l’utilisation de gaz naturel pour les moteurs à essence
qui semble sortir du lot. L’acceptation par le marché sera d’autant plus facilitée si
les habitudes de conduite et de ravitaillement sont proches de celles que nous
connaissons aujourd’hui.
Les progrès technologiques et écologiques pèsent lourdement sur les coûts de
fabrication et donc sur le prix des voitures. Le défi pour l’avenir consiste à proposer des solutions abordables pour le plus grand nombre. À ce titre, la voiture
à hydrogène reste un rêve alors que l’amélioration des technologies existantes
(TDI-TSI) donne de bons résultats à moindres coûts. La stratégie de Volkswagen
consiste à développer des modèles à la fois plus respectueux de l’environnement
et plus abordables financièrement, plus écologiques et plus économiques. Ce sont
les Volkswagen « Éco-Éco », apparues sous la dénomination « BlueMotion ».
*Toutes les Volkswagen diesel depuis l’année-modèle 1996 peuvent rouler au méthylester de colza,
au méthylester végétal ou encore à un mélange d’un de ces deux éléments et de diesel, pour autant
que ces carburants correspondent aux normes du constructeur.
8
La réduction des émissions nocives ne peut pas être un frein à la mobilité. Le vrai
défi consiste à concilier le développement de nos besoins en mobilité avec celui
des technologies qui rendent possible une amélioration de notre environnement.
La technologie apportera l’essentiel des avancées en matière de réduction des
émissions. Une autre source de progrès réside dans la modification – extrêmement
difficile – des habitudes de conduite. Chacun d’entre nous a dans le pied droit
un potentiel de réduction de la consommation de carburant évalué entre 2% et
20%. Ces chiffres proviennent des résultats obtenus par les stagiaires des formations à la conduite « Éco » dispensées par D’Ieteren.
Principalement destinés aux entreprises et aux flottes, les stages de conduite
économique permettent de diminuer la consommation tout en préservant une
vitesse moyenne de déplacement efficace et en réduisant les coûts liés à l’usure
du véhicule.
Les investissements massifs dans les technologies propres ne datent pas d’hier
et les effets se font déjà bien sentir. Les voitures actuelles parviennent à respecter des normes de plus en plus sévères, alors que, paradoxalement, elles sont de
plus en plus lourdes. La faute en incombe à deux phénomènes : les normes de
sécurité (barres de renfort, airbags multiples, faces avant allongées pour mieux
encaisser les chocs…) et le besoin croissant d’espace intérieur et de confort.
Malgré cet embonpoint, les Volkswagen actuelles n’exigent que 0,5 l/100 km par
100 kg de leur poids, alors qu’en 1980, le rapport était de 1 l/100 km par 100 kg !
La comparaison entre la Golf première du nom et la Golf actuelle est édifiante :
en dépit de ses 500 kg et de ses 50 cm supplémentaires, cette dernière affiche
une consommation en baisse et des émissions nettement moins nocives.
Évolution
Poids :
Golf de 1974 Ö Golf de 2011
(valeurs moyennes)
Ü
+ 500 kg
Longueur :
Ü
+ 50 cm
Vitesse :
Ü
+ 50 km/h
Puissance :
Ü
+ 100% CV
Couple :
Ü
+ 100% Nm
Consommation :
Þ
Þ
– 25%
Euro 5
Ü
5* Euro NCAP
Niveau de
dépollution :
Sécurité :
D’une manière générale, ces dernières diminuent malgré l’augmentation du kilométrage moyen parcouru chez nous. L’industrie automobile est bien entrée dans
une ère où l’écologie figure en première place du cahier des charges lors de la
conception d’un nouveau produit, et les investissements vont encore augmenter.
Un bel exemple.
Chez Volkswagen, la démarche est pragmatique. La marque privilégie les développements à la fois respectueux de l’environnement (écologiques) et financièrement abordables (économiques), d’où la stratégie dite « Éco-Éco ». La production
de voitures plus écologiques et moins chères à l’usage garantit une plus large diffusion et donc un plus grand impact positif sur l’environnement que des concepts
9
spectaculaires mais trop chers. La Lupo 3L comme les (futures) voitures hybrides
de Volkswagen font partie des concepts très écologiques, quoique trop chers pour
être largement diffusés maintenant chez nous.
Ce n’est heureusement pas le cas sur tous les marchés. Les voitures hybrides
connaissent un succès grandissant, surtout là où le diesel est peu représenté et là
où la circulation urbaine est prédominante, voire pour une question d’image… En
tant qu’acteur mondial présent sur ces marchés, Volkswagen ajoutera à sa gamme
un modèle hybride dans différentes séries. C’est déjà le cas pour le Touareg. La
Jetta ainsi que les Golf et Passat suivront, respectivement en 2012 pour la première
et en 2013 pour les deux autres.
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Historique
Elektro-Transporter
Öko-Polo
Formel E
Santana BiFuel
VW 1L
Lupo 3L
11
3.
Historique
Pionnier depuis plus de 60 ans
Chez Volkswagen, on estime que préserver l’environnement constitue l’une des
tâches les plus importantes de la société. Les Polo, Golf et Passat BlueMotion sont
les plus récentes concrétisations de cette philosophie, qui remonte à…
1947
: Date de la création du service « Échange standard ».
1970
: Premiers tests fondamentaux dans le domaine des catalyseurs pour
moteurs à essence.
1973
: Elektro-Transporter. Programme d’essai avec une septantaine de
Transporter (T2) électriques.
1975/1976 : Une flotte-test composée de quarante-cinq véhicules (Golf,
VW Combi T2 et Audi 100) roulant à un mélange de 85% d’essence
et de 15% de méthanol (M15) parcourt 1.480.000 km au total.
1977
: Volkswagen City-Taxi. Projet de taxi à propulsion hybride (essenceélectricité) sur la base d’un Combi T2.
1979
: Golf/Jetta M 100. Flotte-test de véhicules roulant à un mélange
d’essence et de méthanol (jusqu’à 85%).
Construction et mise à l’épreuve de quarante Elektro-Transporter
entre 1979 et 1984.
Vente de dix Elektro-Transporter à un important fournisseur d’électricité
aux États-Unis.
1981
: Formel E. « Formules économiques » de certains modèles avec rapports
de boîte très surmultipliés, indicateur de consommation, indicateur
de changement de vitesse et, parfois, système « Stop-Start ».
Test de douze Elektro-LT par la poste allemande entre 1981 et 1986.
1984
: Öko-Polo. Polo « laboratoire » destinée à éprouver des technologies
économiques-écologiques susceptibles d’être utilisées à l’avenir
(cylindrée réduite, injection directe, catalyseur à oxydation, filtre
à particules « régénérable », etc.).
Catalyseur (diesel)
1989
: Turbodiesel à catalyseur.
Chico
Elektro-Van
12
1989
: Öko-Golf avec système qui coupe automatiquement le moteur
lorsqu’il ne sert à rien (à l’arrêt ou en roulant) associé à un moteur
diesel avec catalyseur à oxydation.
1991
: Golf Hybrid. Véhicule mû par un moteur diesel ou électrique.
Chico : étude de concept 2 + 2 compacte à propulsion hybride.
1992
: Test d’une flotte de dix Elektro-Van (T4) sur l’île de Rügen.
1993
: Golf Ecomatic. Version de série de l’Öko-Golf.
Golf et Vento TDI (Turbo Direct Injection) à injection directe.
1994
: Première Volkswagen (Golf Ecomatic) homologuée pour rouler au
biodiesel (méthylester de soja).
Golf CitySTROMer
1996
: Golf CitySTROMer, la première Volkswagen électrique de série.
Piles à combustible alimentées par de l’hydrogène : une Golf Variant
Hybrid participe au premier projet important dans ce domaine.
1999
: La Lupo 3L TDI est la première voiture de série capable d’une
consommation moyenne de 2,99 l/100 km.
Santana BiFuel. Véhicule bi-carburant (essence/LPG).
2000
: Polo FSI. Première Volkswagen à injection directe d’essence.
2001
: Lupo électrique à « moteurs-moyeux ».
2002
: La VW 1L. Biplace de 290 kg mue par un monocylindre SDI (diesel
atmosphérique à injection directe) qui affiche une consommation
moyenne de 1 l/100 km.
Volkswagen collabore à des projets de recherche dans le cadre de la
mise au point de carburants synthétiques. Parmi les voies explorées,
il y a celles du SynFuel® et du SunFuel®.
13
2002
: Bora Hy-Power mue par un moteur électrique alimenté par une pile
à combustible.
Bora TDI SunFuel.
2003
: DSG. Boîte de vitesses automatisée à deux embrayages qui permet
d’exploiter efficacement la plage de rendement optimal d’un moteur
à combustion.
Combined Combustion System (CCS). Système de combustion
combinant les avantages des moteurs diesel actuels en matière de
consommation avec le potentiel des moteurs à essence en termes
d’émissions.
2004
: Premières Volkswagen TDI de série dotées d’un filtre à particules.
Golf Variant BiFuel fonctionnant à l’essence ou au gaz naturel.
2005
: Golf TSI. Première Volkswagen alliant les avantages d’une cylindrée
réduite et de la combinaison de l’injection directe d’essence avec la
suralimentation.
EcoRacer. Voiture de sport à carrosserie en plastique renforcé de
fibres de carbone animée par un petit moteur TDI compatible CCS
(voir plus haut). Consommation moyenne de 3,4 l/100 km.
2006
: Touran et Caddy BiFuel.
Lancement de la gamme « Éco-Éco » : Polo BlueMotion.
2007
: Passat BlueMotion.
Space up ! et Space up ! blue.
2008
: Golf BlueMotion, Jetta BlueMotion, Golf Plus BlueMotion, Golf
Variant BlueMotion, Touran BlueMotion et Caddy BlueMotion.
Fun Cup BlueMotion Technology.
Golf Twin Drive : hybride « Plug-In » dont vingt exemplaires sont
engagés dans le programme « L’électromobilité testée sur flotte »,
initié par le gouvernement allemand.
2009
: VW L1. Véhicule biplace à carrosserie en PRFC mû par un système
de propulsion hybride (TDI/moteur électrique) et consommant en
moyenne 1,38 l/100 km.
Golf BlueMotion (104 g/km de CO2), nouvelle Passat BlueMotion,
Polo BlueMotion (96 g/km), Touareg V6 TDI BlueMotion, Polo
BlueMotion (87 g/km).
Concept Blue Sport. Étude de roadster animé par un TDI Clean Diesel.
Passat BlueTDI.
14
2009
: Passat TSI EcoFuel.
E-up ! Étude de compacte 3 + 1 à propulsion électrique.
Up ! Lite. Étude de compacte quatre places à entraînement hybride.
Tiguan HyMotion et Caddy HyMotion testés en situation réelle à Berlin.
2010
: Étude Milano Taxi à propulsion électrique.
Partenariat entre Volkswagen et CO2logic destiné à permettre aux clients
de la marque de compenser les émissions de CO2 de leur véhicule.
Concept Berlin Taxi, monospace citadin à propulsion électrique.
Jetta, Caddy, Sharan et Transporter T5 BlueMotion Technology.
Sharan TDI d’office avec catalyseur SCR et AdBlue.
Système « Stop-Start » disponible en option sur les Crafter.
Crafter BlueTDI.
Touareg Hybrid.
Amarok simple cabine BlueMotion Technology.
XL1
2011
: XL1. Évolution de la VW L1 qui s’inscrit dans la perspective de la
production en série d’une voiture réclamant en moyenne 1 l/100 km.
Consommation de 0,9 l/100 km et émissions de CO2 de 24 g/km.
Bulli : réinterprétation du bus VW originel (T1). Étude à propulsion
électrique.
Au calendrier
2011
: Un certain nombre d’E-Golf s’ajouteront à la flotte-test de véhicules
électriques.
15
2012
: Jetta Hybrid.
2013
: Passat et Golf Hybrid.
Commercialisation prévue de la Volkswagen E-Up !, de l’E-Golf et de
l’E-Jetta.
Évolution de la consommation de 1976 à 2010
Modèle
E/D
CV
Année
Polo
E
40
1976
685
Polo
E
40
1981
685
6
8,5
7,6
Polo
E
55
1981
685
5,1
7,6
6,6
Polo AO2
E
45
1986
730
5,6
7,6
6,9
Polo AO3
E
55
1995
880
4,9
7,9
6,5
Polo AO3
E
60
2001
925
4,9
8,3
6,4
Polo AO4
E
65
2007
1.010
5,1
7,6
6,2
Polo AO5
E
60
2010
992
4,5
7,3
5,5
Polo AO5
E
105
2010
1.013
4,5
6,8
5,3
Polo AO3
D
64
1995
930
4,2
6,5
5,8
Polo AO3
D
64
2001
985
3,9
6,3
5
Polo AO4
D
70
2007
1.090
3,9
5,7
4,7
Polo AO4
D
80
BlueMotion
2007
1.085
3,2
5,1
3,9
Polo AO5
D
75
BlueMotion
2010
1.075
2,9
4
3,3
Golf
E
50
1976
750
Golf
E
50
1981
750
6,6
9,9
8,5
Golf
E
50
1981
750
5,2
7,8
6,7
Golf A2
E
55
1986
850
5,2
7,9
6,8
Golf A3
E
60
1995
1.000
5,2
8,2
6,8
Golf A4
E
75
2001
1.100
5,3
8,9
6,9
Golf A5
E
80
2007
1.155
5,5
9,4
7,3
Golf A5
E
90
2007
1.165
5,1
8,3
6,5
Golf A6
E
80
2010
1.142
5,1
8,5
6,4
Golf A6
E
105
2010
1.159
4,5
6,5
5,2
Golf
D
54
1981
820
5,3
6,8
6,7
Golf
D
54
1981
820
4,5
6
5,7
Golf A2
D
54
1986
900
4,4
6,3
5,6
Golf A2
D
70
1986
920
4,3
6,1
5,5
Golf A3
D
64
1995
1.085
4,3
6,5
5,6
Golf A3
D
90
1995
1.120
3,8
5,6
4,9
Golf A4
D
90
2001
1.200
4,1
6,5
5,2
Golf A5
D
90
2007
1.250
4,3
6,5
5,3
Golf A6
D
105 BlueMotion
2010
1.239
3,4
4,7
3,8
Formel E
TSI
Formel E
FSI
TSI
Formel E
Poids Consommation (l/100km)
(kg) 90 km/h
Ville
Moyenne
7,3
8
16
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mars 2011
Astuces pour consommer moins
17
4. Astuces pour consommer moins
Pour consommer moins, pensez écoconduite !
La technologie permet la production de moteurs de moins en moins gourmands !
Mais pour passer moins souvent à la pompe, c’est d’abord à vous d’adopter les bons
réflexes.
1. Inutile de faire chauffer le moteur en le laissant tourner au ralenti. Le régime
est alors insuffisant et la seule conséquence sera une augmentation de la
consommation. Privilégiez plutôt un démarrage en douceur afin d’amener
progressivement le moteur à bonne température.
2. Une fois le moteur chaud, accélérez franchement pour atteindre la vitesse souhaitée,
puis relâchez la pression sur l’accélérateur. Ainsi, le temps de fonctionnement
du moteur à pleine charge est réduit au minimum. Restez ensuite dans le rapport
supérieur, même en côte, et ce, tant que le régime le permet.
3. Adoptez une conduite coulée et souple en anticipant les ralentissements (portez
le regard le plus loin possible). Cela permet de maintenir autant que faire se peut
une vitesse constante.
4. Inutile de rouler en roue libre (au point mort) : votre moteur est en effet équipé
d’un système très efficace de coupure d’alimentation à la décélération. Utilisez
le frein moteur.
5. Pensez à couper votre moteur lors des arrêts prolongés. Un moteur tournant
au ralenti durant trois minutes consomme en effet autant que si vous parcouriez
1 km à du 50 km/h.
6. Une augmentation de 10% du poids de votre véhicule entraîne une hausse de
6% de la consommation (en terrain plat). Videz-le donc de tout « lest » inutile.
7. Placez de préférence les vélos à l’arrière de la voiture, et non sur le toit.
8. Arrivé à destination, n’oubliez pas de démonter vos porte-bagages, porte-vélos ou
coffre de toit : ils augmentent la résistance à l’air et donc aussi la consommation.
9. Rouler avec des pneus sous-gonflés accroît sensiblement la consommation :
jusqu’à 3% par 0,3 bar, sans compter les effets négatifs sur la sécurité (allongement
des distances de freinage, élargissement des trajectoires dans les virages, etc.)
et l’usure. Dans le même registre, des bougies usées ou un filtre à air encrassé
rendront votre moteur plus gourmand. Certains équipements électriques sont
particulièrement voraces en énergie : antibrouillards, sièges chauffants, dégivrage
de la lunette arrière, climatisation dans certaines circonstances*, etc. Pour les
alimenter, l’alternateur sollicite le moteur afin qu’il produise plus d’électricité,
ce qui entraîne une augmentation de la consommation. Utilisez-les donc à bon
escient.
* Sauf aux allures de la promenade touristique, rouler fenêtres fermées permet d’économiser des
litres de carburant sur une journée, tant l’ouverture d’une fenêtre détruit l’aérodynamique de la
voiture. Cette économie est de loin supérieure à la petite consommation supplémentaire qui résulte
de l’utilisation de l’air conditionné.
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V11/10F
Dernière mise à jour :
mars 2011
Stratégie
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5. Stratégie
L’engagement BlueMotion : réduction systématique
de la consommation et des émissions
La stratégie de Volkswagen consiste à développer des modèles à la fois plus respectueux de l’environnement et plus abordables financièrement, plus écologiques
et plus économiques. Ces modèles, porteurs du label BlueMotion, allient la dynamique
et le confort à l’économie. Leur consommation est inférieure d’environ un demi-litre
à celle du modèle le plus sobre de la série correspondante. Sans pour autant obliger
l’utilisateur à renoncer à des moteurs vifs et à un haut niveau de confort.
BlueMotion Technologies
BlueMotionTechnologies est la marque ombrelle de la mobilité durable. Ce vocable désigne l’intégralité des produits, technologies de base et innovations qui concourent à
diminuer de manière significative la consommation et les émissions de CO2. Les technologies de base constituent à cet égard les fondements du programme BlueMotion.
Actuellement, il s’agit des moteurs TDI (diesel) et TSI (essence), suralimentés et à
injection directe, ainsi que de la boîte de vitesses automatisée à deux embrayages
DSG, extrêmement efficace. Ils sont complétés par des innovations technologiques
parmi lesquelles on trouve des propulsions alternatives comme l’EcoFuel (moteurs
au gaz naturel), le BiFuel (moteurs au gaz liquéfié), le MultiFuel (moteurs à l’éthanol),
les systèmes hybrides et les propulsions électriques, mais aussi le traitement des
émissions d’oxydes d’azote (BlueTDI), la transformation de l’énergie cinétique en
énergie électrique (récupération) et le dispositif « Stop-Start ».
Les technologies de base et les innovations entrent dans un éventail de produits toujours plus grand. Les véhicules associés respectivement à ces produits se répartissent
actuellement entre les quatre marques conceptuelles « BlueMotion », « BlueMotion
Technology », « BlueTDI » et « TSI EcoFuel ».
BlueMotion Technologies
BlueMotion /
BlueMotion Technology
BlueTDI
TSI EcoFuel
Récupération
Stop-start
Post-traitement
des NOx
BiFuel
Propulsion
électrique
Propulsion
hybride
MultiFuel
Ecofuel
TDI
TSI
DSG
20
BlueMotion : Cette marque conceptuelle désigne les modèles Volkswagen
les plus propres en termes de quantité
de CO2 émis dans leur segment respectif. En ce moment, il s’agit des nouvelles
Polo et Golf et de la Passat BlueMotion.
Toutes ces voitures, dotées sans exception d’un moteur TDI et reconnaissables
au monogramme « BlueMotion » apposé
sur leur calandre et sur leur partie arrière,
ont été modifiées de façon spécifique
(moteur et carrosserie) pour imposer de
nouvelles références en termes d’économie et de sobriété.
BlueMotion Technology : Les véhicules qui bénéficient de la BlueMotion Technology
(identifiés à l’arrière par le logo idoine) peuvent être configurés de manière à répondre
à des besoins personnels. Les niveaux de finition et les options sont donc, dans une
large mesure, laissés au libre choix du client. Ces véhicules sont cependant tous
animés par un moteur TDI ou TSI particulièrement sobre.
Selon le modèle, la baisse de la consommation peut atteindre en moyenne 1 l/100 km.
De nombreux modèles qui recourent à la BlueMotion Technology disposent en série
du système « Stop-Start » et de la récupération d’énergie.
Toutes les versions TDI sont dotées d’une boîte mécanique à
5 vitesses, la 5e étant aussi longue qu’une 6e. Exceptions : les
moteurs TDI de 140 CV sont accouplés de série à une boîte
manuelle à 6 rapports. Le Touareg 3.0 TDI dispose quant à lui
d’une boîte automatique Tiptronic à 8 rapports. Les moteurs
TSI sont généralement dotés de série d’une boîte manuelle
à 6 vitesses. En option, la boîte automatisée à 7 vitesses et
double embrayage (DSG) est disponible pour les Golf TDI,
Golf Plus TDI et Touran 1.4 TSI.
Les principaux modèles BlueMotion Technology commercialisés en Belgique et
leurs consommation et émissions de CO2 moyennes respectives :
- Polo 1.2 TDI : 3,3 l/100 km ; 87 g/km de CO2
- Golf 1.6 TDI : 3,8 l/100 km ; 99 g/km de CO2
- Passat 1.6 TDI : 4,4 l/100 km ; 114 g/km de CO2
BlueTDI : La troisième marque conceptuelle des BlueMotion Technologies a été
baptisée « BlueTDI », un nom derrière
lequel se cachent les moteurs diesel les
plus propres de leur segment en termes
de qualité des gaz d’échappement. Ils satisfont d’ores et déjà aux exigences de la
norme antipollution Euro 6. Les TDI
Common Rail de 103 kW (140 CV) qui
animent ces Volkswagen sont combinés
* Tous les nouveaux Crafter bénéficient de la technologie BlueTDI.
21
de série à un catalyseur SCR, qui diminue de manière significative les oxydes
d’azote. Actuellement, les Passat, Passat Variant, Passat CC, Sharan et Crafter sont
disponibles en version BlueTDI. Elles disposent en série d’une boîte manuelle à
6 vitesses. Une boîte DSG à 6 rapports est proposée en option.
Modèles BlueTDI (2011) :
- Passat 2.0 BlueTDI (6v) : 5,2 l/100 km ; 137 g/km de CO2
- Passat CC 2.0 BlueTDI (6v) : 5,3 l/100 km ; 139 g/km de CO2
- Sharan 2.0 BlueTDI (6v) 103 kW : 5,5 l/100 km ; 143 g/km de CO2
- Sharan 2.0 BlueTDI (6v) 125 kW : 5,7 l/100 km ; 151 g/km de CO2
- Crafter 2.5 BlueTDI* 3 tonnes 100 kW : 9,4 l/100 km ; 240 g/km de CO2
TSI EcoFuel : Depuis 2009, le label TSI EcoFuel est synonyme de révolution dans le domaine des véhicules au
gaz naturel. Encore récemment, les voitures particulières
alimentées au gaz naturel se caractérisaient certes par des
émissions polluantes extrêmement faibles, mais aussi
par un certain manque de vivacité. Le nouveau Touran
TSI EcoFuel et la nouvelle Passat (Variant) TSI EcoFuel,
qui développent tous deux 110 kW/150 CV, mettent un
terme définitif à cela grâce au tandem double suralimentation (turbo et compresseur mécanique) / injection directe. Ces véhicules bénéficient d’une conception bivalente : ils possèdent chacun trois réservoirs à gaz naturel
et un réservoir à essence.
Dotées de série d’une boîte manuelle à 6 vitesses, ces Volkswagen sont également
disponibles avec une boîte DSG à 7 rapports.
Modèles TSI EcoFuel (2011) :
- Touran 1.4 TSI EcoFuel : 4,7 kg/100 km* ; 129 g/km de CO2
- Passat 1.4 TSI EcoFuel : 4,5 kg/100 km* ; 123 g/km de CO2
- Caddy 2.0 TSI EcoFuel (charge utile de 562 - 630 kg) : +/- 5,7 kg/100 km* ;
156 g/km de CO2
Réactualisation de l’avenir
Le monde automobile se trouve à un tournant : au vu de la diminution des volumes
de pétrole, du plein développement économique de certains pays et des nouvelles
exigences en matière de protection de l’environnement, les constructeurs automobiles doivent relever des défis gigantesques sur le chemin qui mène au futur. Une
réalité est indiscutable : lorsqu’ils seront adultes, les enfants d’aujourd’hui paieront
très cher l’utilisation du pétrole. L’avenir pose cependant d’ores et déjà un problème
de taille : des promesses audacieuses suggèrent que les technologies du futur – et
particulièrement celles des voitures électriques – ont atteint un niveau de maturité
qui permet une production en grande série. C’est une erreur. Le chemin qui mène
au véhicule sans émission est encore long. C’est pourquoi le Groupe Volkswagen
poursuit une stratégie à long terme en matière de propulsion et de carburant. Au
bout de celle-ci, l’automobile aura été réinventée.
* De gaz naturel.
22
« La voiture électrique », déclare le professeur docteur Martin Winterkorn, président du directoire de Volkswagen AG, « marquera effectivement l’avenir de façon
décisive. C’est ce dont nous sommes persuadés chez Volkswagen. Et nous faisons
progresser ce développement de manière ciblée. Mais chacun doit aujourd’hui bien
se rendre compte que le cheminement qui mène à la voiture électrique ne tient pas
du sprint, mais du marathon. Le moteur électrique ne suffit donc encore aucunement à lui seul. D’ici à 2020, nous prévoyons une part de marché globale de 1,5% en
véhicules exclusivement électriques. Restent 98,5%. Sur la base de l’année 2008,
cela représente au niveau mondial près de 55 millions de véhicules qui ne peuvent
pas encore être alimentés via une prise de courant. Si le marché se remet de la crise,
il sera question de 70 millions de véhicules. C’est pourquoi il est impossible d’imaginer l’avenir sans moteurs high-tech à essence et diesel du genre TSI et TDI. »
Le Dr Ulrich Hackenberg, membre du directoire de la marque Volkswagen en charge
du Développement, souligne : « Pour les deux prochaines générations d’automobiles,
soit une période d’au moins quinze à vingt ans, les moteurs à combustion continueront indéniablement à dominer le marché. Il est dès lors important de définir dès
aujourd’hui un scénario clair de ce que sera l’avenir. En effet, les automobilistes
veulent savoir quelles technologies existeront encore demain et lesquelles aprèsdemain. » Dans sa « Stratégie en matière de propulsion et de carburant 2.0 », le
Groupe Volkswagen décrit ce scénario sous la forme d’une « réactualisation du futur ».
On y trouve une ligne du temps sur laquelle figurent les technologies qui mèneront
l’automobile dans le futur, kilomètre après kilomètre.
« La voiture électrique de grande série constitue la solution à long terme », reprend
le professeur docteur Martin Winterkorn. « Elle sera produite dans des volumes
identiques à ceux de la Polo d’aujourd’hui. Mais pour connaître un succès décisif,
un véhicule électrique de ce genre doit afficher un prix accessible pour une vaste
clientèle et se prêter sans compromis à un usage quotidien. C’est à partir de ce
moment-là seulement que l’on pourra vraiment parler, gros volumes à l’appui, et
si possible sur tous les continents, du début de l’ère automobile électrique et d’un
soulagement sensible de l’environnement. Ce n’est toutefois valable que si nous
parvenons à produire l’énergie nécessaire au moteur électrique de manière régénératrice, autrement dit à partir de sources renouvelables. » Et cela aussi constitue
une section essentielle du parcours-marathon que décrit le scénario temporel de la
« Stratégie en matière de propulsion et de carburant 2.0 ».
Le présent
Dans sa phase actuelle, la stratégie en matière de propulsion et de carburant du
groupe Volkswagen AG met fortement l’accent sur une exploitation aussi efficace que
possible des énergies fossiles. C’est la seule manière de préserver les ressources
actuellement disponibles à l’échelle mondiale et de soulager l’environnement. C’est
l’ère qui verra les moteurs à essence, diesel et au gaz naturel fonctionner de manière
toujours plus économique et plus propre tout en étant plus vifs grâce à un « downsizing » intelligent. Volkswagen AG marquera cette phase de son empreinte avec
les voitures les plus économiques au monde. Exemples les plus récents : les nouveaux modèles BlueMotion des séries Polo, Golf et Passat.
Toutes les marques à forts volumes du Groupe Volkswagen proposent à un prix
abordable les groupes motopropulseurs les plus efficaces actuellement disponibles.
La boîte à double embrayage (DSG), la transmission automatisée la plus moderne
de notre époque, figure parmi celles-ci. D’autre part, un transfert de technologie
23
s’effectue également entre les marques à forts volumes et les marques exclusives
du Groupe. Prenons l’exemple de Bugatti : avec la Veyron 16.4, une boîte de vitesses
DSG à 7 rapports était pour la première fois adoptée sur un véhicule produit en
série. Mais qu’il s’agisse de voitures de sport exceptionnelles ou de véhicules de
grande série, vu l’état actuel des choses en matière de groupes motopropulseurs,
un fait est évident : les technologies high-tech TDI, TSI et DSG joueront encore un
rôle prédominant en 2025.
Il est aussi certain qu’il y aura une coexistence entre les systèmes de propulsion.
De plus, les automobiles seront plus que jamais adaptées aux différents usages
individuels. C’est sur cette toile de fond que le Groupe a proposé en 2010 ses deux
premiers véhicules hybrides. C’est sciemment que le choix s’est porté sur deux gros
modèles, la Porsche Cayenne et la Volkswagen Touareg, pour cette première phase.
Initialement, une réduction de la consommation (jusqu’à – 25% pour ces véhicules)
permettant de compenser le coût élevé de l’entraînement hybride ne sera possible
qu’avec des modèles de ce gabarit. D’autre part, seules les personnes qui achètent
des véhicules de cette classe en accepteront le surcoût. Le Dr Hackenberg poursuit : « Nous recherchons et développons toutes les technologies pertinentes, mais
nous les appliquons uniquement lorsque que c’est sensé. Grâce à cela, Volkswagen
possède des moteurs à essence, diesel et au gaz naturel qui valent aux modèles
tels que les nouvelles Polo, Golf et Passat BlueMotion ou que la Passat Variant TSI
EcoFuel de faire preuve d’une efficacité comparable à celle des modèles hybrides
actuels. »
Cela n’a pas empêché Volkswagen de mettre une flotte de Golf TwinDrive (un hybride
« Plug-In ») de la deuxième génération à l’essai dans les rues de Berlin en 2010. La
Golf TwinDrive, qui développe près de 130 kW, est dotée d’un système de gestion
d’énergie unique en son genre. Contrairement à celles des versions hybrides actuelles, ses batteries peuvent être rechargées à une prise de courant. Par ailleurs,
son moteur électrique lui donne une autonomie de près de 50 km (contre 3 actuellement). Lorsque les batteries au lithium-ion sont déchargées, un TDI extrêmement
sobre prend la relève. Un astucieux système de gestion d’énergie permet aussi au
conducteur de programmer le système pour que les kilomètres purement urbains,
par exemple sur un trajet de Hambourg à Berlin, soient parcourus sans émission
avec le moteur électrique. « Du fait du coût encore trop élevé des batteries, cette
technologie ne sera pas mise en œuvre en série sur la Golf de la génération actuelle »,
déclare très clairement le Dr Ulrich Hackenberg à propos du véhicule de recherche
Golf TwinDrive.
L’avenir proche
En 2013, Volkswagen introduira sur le marché le premier modèle de la New Small
Family (Up !), un spécialiste urbain avec différents dérivés situés au-dessous de la
catégorie Polo. Cette série marquera les débuts d’un programme de blocs-moteurs
entièrement nouveaux. But visé : un taux d’émissions moyen de CO2 inférieur à
80 g/km. Grâce à leur conception modulaire, ces moteurs destinés à être implantés transversalement pourront être logés sous le capot des Volkswagen jusqu’à
la série Golf. L’architecture technique fondamentale de la New Small Family sera
également adoptée par d’autres marques du Groupe pour compléter leurs gammes
vers le bas.
Avec l’E-Up !, Volkswagen a présenté au Salon de Francfort 2009 le concept d’un
spécialiste urbain à entraînement exclusivement électrique. Ce véhicule « zéro émis-
24
sion » se base sur des modules de la New Small Family, mais, avec une longueur
de 3,2 m, il est encore plus compact. Il est prévu de commercialiser à faible échelle
un dérivé de la New Small Family de construction semblable en 2013. Pourquoi une
petite série ? La réponse est vite trouvée : un jeu de batteries comme celles utilisées
dans l’E-Up ! coûte actuellement entre 8.000 et 12.000 euros !
Toujours en 2013, Volkswagen pourrait lancer une petite série de la « Voiture 1L »
avec une carrosserie en plastique renforcé de fibres de carbone. Ce véhicule devrait
être entraîné par un système hybride composé d’un 2 cylindres TDI et d’un moteur
électrique.
La production de carburant à partir de matières premières renouvelables constitue
une autre étape importante sur la route qui mène au futur. Le SunFuel obtenu à partir
de la biomasse et l’éthanol de cellulose appartiennent à la deuxième génération de
carburants biologiques. Ces carburants n’entrent pas en concurrence avec la chaîne
alimentaire. Du fait que le SunFuel – tel que Shell, partenaire de Volkswagen dans
ce projet, le met à l’essai – est produit à partir de matières premières régénératives,
l’émission de CO2 résultant de sa combustion équivaut à la quantité de CO2 précédemment soustraite de l’atmosphère lors de la photosynthèse des plantes à partir
desquelles est produit le carburant.
Le SunFuel constitue également le point de départ d’une autre étape de la stratégie
en matière de propulsion et de carburant : l’introduction de moteurs à combustion
entièrement nouveaux fonctionnant avec des carburants régénératifs et susceptibles d’être utilisés à l’échelle mondiale sans adaptation notable de l’infrastructure.
Grâce à la mise à profit d’effets d’homogénéisation, le SunFuel, extrêmement pur,
prépare le terrain pour un développement intensif du procédé de combustion diesel
qui doit mener à la mise au point du Combined Combustion System (CCS). Les carburants de synthèse préparent donc la voie à une future génération de moteurs. Le
CCS combinera les avantages des moteurs diesel actuels en matière de consommation au potentiel des moteurs à essence en termes d’émissions.
L’avenir lointain
La pile à combustible démontre avec quelle force d’innovation Volkswagen travaille
aux nouvelles technologies : le département Recherche de Volkswagen a développé une pile à combustible à hydrogène à haute température unique au monde.
Mais l’hydrogène en tant que source d’énergie pour un moteur électrique n’est
une solution sensée que si l’énergie primaire utilisée pour sa production émane de
sources régénératives. Même si une flotte de véhicules laboratoires Volkswagen
parcourt les routes d’Europe, de Chine et des États-Unis, la date prévue pour l’arrivée de modèles de série équipés de piles à combustible – l’année 2020 – n’est pas
certaine. Trop de questions relatives à la production et au transport de l’hydrogène
restent encore sans réponse.
Une autre sorte de véhicules, en revanche, fera très probablement une percée à partir
de 2020 : la voiture électrique. On en sera quasiment à la phase finale de la stratégie en matière de propulsion et de carburant, une étape qui représentera l’aboutissement – provisoire – de la ligne du temps qui mène l’automobile dans le futur. D’ici
là, un nombre considérable d’obstacles devront être éliminés afin qu’après 2020,
les volumes puissent dépasser la part de marché mondiale de 1,5% pronostiquée
actuellement pour cette date.
25
Dans ce contexte, le prix est l’obstacle le plus important. Il ressort d’un sondage
effectué par la société de consultance Roland Berger que les automobilistes sont
prêts à investir maximum 2.000 euros supplémentaires pour un système de propulsion électrique. Il est donc indispensable que les batteries deviennent cinq à six
fois moins chères au cours de la prochaine décennie. Il faut simultanément garantir
que la longévité des batteries atteigne celle des moteurs à essence et des diesels
actuels. Jusqu’à présent, rien ne permet de le supposer. La durée du plein, ou plus
exactement de la recharge, constitue un autre point faible. Une minute de recharge
d’une batterie permet aujourd’hui de parcourir exactement 1 km. Un usager qui,
en quelques minutes, fait le plein d’une Polo BlueMotion peut effectuer facilement
1.000 km avec le diesel contenu dans son réservoir. Les cycles de recharge rapide
ne représentent pas non plus une solution satisfaisante, du fait qu’ils réduisent fortement la longévité des batteries.
L’autonomie constitue un autre handicap. Avec une autonomie de 100 à 150 km, les
voitures électriques restent réservées à un usage urbain ou aux utilisateurs privés.
Un bond d’au moins 200 à 400 km, impératif à long terme, élargirait singulièrement
l’éventail d’utilisation, car les véhicules exploités à des fins professionnelles, par
exemple les taxis ou les coursiers, pourraient alors être remplacés par des véhicules électriques. Volkswagen AG travaille en collaboration avec ses partenaires
Sanyo, Toshiba (Japon) et BYD (Chine) à la recherche de solutions adéquates pour
les batteries.
Les constructeurs automobiles et les sous-traitants ont par contre peu ou pas d’influence sur d’autres facteurs indispensables à la réussite. Prenons l’exemple des
émissions : un véhicule électrique ne méritera véritablement le label « zéro émission » que si l’énergie chargée a été obtenue à partir de sources régénératives,
donc aussi sans émission. Ceci, alors que l’électricité est en grande partie produite
par des centrales à charbon ou nucléaires. Leurs avantages et inconvénients sont
connus. Actuellement, en Allemagne, 13% de l’électricité est produite de manière
régénérative par des éoliennes. Il est prévu que ce chiffre passe à 30% d’ici à 2030.
Parallèlement, les énergies solaire et hydraulique doivent permettre d’augmenter
ce pourcentage. L’idéal serait que cela se passe partout dans le monde. Cet obstacle
ne pourra pas être surmonté par chaque pays.
Le plus simple consiste à réaliser une infrastructure généralisée de stations de ravitaillement en courant et un réseau électrique performant et intelligemment géré.
Il en va de même pour ce qui est d’introduire un standard unique, si possible à
l’échelle mondiale, pour le raccordement entre le véhicule et la station de ravitaillement. Et il doit en être ainsi. Particulièrement en Allemagne. En effet, un million de
véhicules électriques devront circuler sur les routes de ce pays à partir de 2020 :
c’est ce que le gouvernement fédéral a décidé en août 2009 et exprimé dans le
« Plan national de développement de la mobilité électrique ».
Ledit « Plan national de développement de la mobilité électrique » prévoit que le
nombre de véhicules « zéro émission » pourrait atteindre les cinq millions d’ici à
2030. Et à partir de 2050, le trafic urbain doit pouvoir en grande partie se passer
de combustibles fossiles. Le plan est bon. Entre-temps, Volkswagen AG fera en
sorte qu’une E-Up ! aussi abordable, sûre, apte à un usage quotidien et amusante
que possible soit introduite sur le marché en 2013. Elle sera en fin de compte la
Coccinelle du XXIe siècle !
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V11/10F
Dernière mise à jour :
mars 2011
Initiatives
et
technologies
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6.
Initiatives et technologies
« Eco-driving » : depuis 1994
Depuis 1994, Volkswagen Belgique organise des stages de perfectionnement de
conduite à l’attention de tous les conducteurs. Ces stages ont pour objectif d’améliorer la sécurité routière au quotidien grâce au renforcement des connaissances et
des aptitudes des conducteurs.
Quelque temps après le lancement des stages « sécurité », les formations ont été
élargies à la conduite économique-écologique. L’objectif des stages est, d’une part,
la diminution des coûts d’utilisation et, d’autre part, la réduction des émissions,
notamment de CO2.
Volkswagen étend également ses formations « Éco » aux conducteurs d’utilitaires
légers, en partenariat avec Key Driving Competence (www.keydriving.be). Un
Transporter 5 en version 1.9 TDI est mis à la disposition de l’équipe des formateurs.
Le T5 est équipé d’un matériel d’analyse capable d’enregistrer en continu la consommation, mais également l’utilisation de la pédale de gaz et de frein, le régime moteur,
la vitesse et la distance parcourue.
Ce matériel permet de faire une comparaison aisée des trajets effectués avant et
après la formation « Éco » et, ainsi, de mesurer les économies réalisées. Les résultats déjà obtenus avec des voitures ont montré que la baisse de la consommation
pouvait atteindre 20% tout en augmentant la vitesse moyenne de 4%. Soit un gain
d’argent et un gain de temps réunis.
Le Transporter est principalement utilisé pour des formations destinées aux entreprises et aux clients « fleet ». Les cours ont lieu dans les locaux des clients, ainsi que
sur un parcours routier à proximité immédiate de leur lieu de travail.
La communication « car-to-X » : des voitures en réseau pour
un monde connecté
La société du XXIe siècle est devenue un monde dans lequel tout un chacun peut
être « connecté » partout, tout le temps. Jour après jour, il est de plus en plus banal
que des objets d’usage courant soient associés à Internet et aient la possibilité de
communiquer avec leur entourage. De plus en plus de voitures aussi seront intégrées dans ce scénario à l’avenir, de sorte qu’elles pourront échanger des données
avec les autres voitures, avec les centres de gestion du trafic et avec le Web. Ces
28
véhicules communiquent avec leur conducteur aussi bien qu’avec l’ordinateur familial et, si le conducteur le souhaite, avec son garagiste. Cette communication entre
la voiture et les « interlocuteurs » les plus variés relève du concept de communication « car-to-X ». Un concept appelé à devenir la technologie à la base de champs
d’application entièrement neufs. Volkswagen Konzernforschung (le département
Recherche du Groupe Volkswagen) joue un rôle essentiel, avec d’autres partenaires
actifs dans l’industrie automobile, dans la recherche et le développement concernant la communication « car-to-X ».
La biomimétique aide la recherche à mettre au point des voitures
écologiques
La biomimétique (étymologiquement « imitation du vivant ») décrypte les « inventions » de la nature. D’après une définition de la Verein Deutscher Ingenieure (VDI,
Association des Ingénieurs allemands), « la biomimétique, prise comme discipline
scientifique, s’occupe de la transposition sur le plan technologique de propriétés et
de processus de systèmes biologiques ». Le recours à la biomimétique au sein du
département Recherche du Groupe Volkswagen a pour objectifs principaux :
- de soutenir le département Design par le biais d’études préalables des
multiples variantes possibles ;
- de garantir l’emploi final de matériaux et de structures légères dès le stade
de la conception ;
- de procéder en amont à d’éventuelles adaptations structurelles aux exigences
mécaniques ;
- d’intégrer les aspects écologiques de la réduction des masses et de la
consommation.
Moteurs TDI*
Les moteurs TDI comptent parmi les technologies de base qui constituent les fondements du programme BlueMotion. Toutefois, c’est bien avant l’adoption de cette
stratégie par le Groupe Volkswagen que ce dernier s’est tourné vers la technologie
TDI, à laquelle il a donné ses lettres de noblesse en 1989 avec le premier 5 cylindres
turbodiesel à injection directe d’Audi. Ce sont effectivement ses travaux, entamés
en 1975, qui ont permis à ce type de moteur d’acquérir les « bonne manières » (en
termes d’agrément d’utilisation et de niveau sonore) nécessaires à son implantation dans une voiture particulière.
Chez Volkswagen, l’histoire du TDI débute en 1993 sous le capot d’une Golf III.
Moteurs TSI
Un moteur de faible cylindrée ne satisfait que très partiellement aux exigences
actuelles en matière de plaisir de conduite et de sécurité active. Pour pallier cela, la
perte de cylindrée est compensée par le recours à une suralimentation doublée de
l’injection directe d’essence.
Côté suralimentation, Volkswagen a opté soit pour un (gros) turbocompresseur, soit
pour la combinaison d’un turbocompresseur et d’un compresseur mécanique de
type « Roots » montés en série (« Twincharger »). Un dispositif de régulation automatique de la pression de suralimentation décide, en fonction de la force de traction
* Turbo Direct Injection : turbodiesel à injection directe.
29
requise, si le turbocompresseur est en mesure de fournir à lui seul la pression de
suralimentation nécessaire ou si le compresseur doit être enclenché en plus.
Aux bas régimes, le compresseur vient seconder le turbo et permet une montée
spontanée de la pression de suralimentation. Le turbocompresseur est, quant à lui,
conçu pour un rendement optimal sur la plage supérieure de puissance et fournit une
pression de suralimentation suffisante aux régimes intermédiaires. Grâce à la complémentarité des deux systèmes, il n’y a aucun « trou » à l’accélération. La transition
d’un mode de fonctionnement à l’autre se fait à l’insu des occupants du véhicule.
Volkswagen a présenté le premier moteur à injection directe et à double suralimentation du monde en 2005.
Air frais
Compresseur
Filtre à air
Courroie d’entraînement
du compresseur
Soupape de régulation
Papillon
Collecteur d’admission
Embrayage magnétique
Refroidisseur
d’air de
suralimentation
Courroie d’entraînement
des organes auxiliaires
Vilebrequin
Coll. d’échappement
Soupape
de
décharge
Catalyseur
Turbo
Soupape de
surpression
Gaz d’échappement
Technologie hybride
Pour le Touareg Hybrid, dont la propulsion est confiée à un tandem moteur à essence /
moteur électrique, Volkswagen a choisi la technologie hybride parallèle*. Contrairement
aux autres systèmes hybrides, l’hybride parallèle permet de préserver les qualités
« offroad » du véhicule, ainsi que ses aptitudes en côte. Le Touareg Hybrid fait également merveille en tant que véhicule tracteur. Par ailleurs, l’entraînement hybride
parallèle offre un meilleur rendement sur route et sur autoroute que tous les autres
concepts hybrides.
La piste du véhicule hybride est explorée par Volkswagen depuis 1977. Elle a notamment donné naissance à la Golf (II) Hybrid (1991), sous le capot de laquelle on trouvait un moteur électrique associé à un diesel catalysé. Après un programme d’essais
de deux ans mené avec 20 voitures, cette technologie a été transférée quasiment
telle quelle sur la Golf III dans le but d’en poursuivre le développement.
* Dans la configuration « parallèle », les roues sont entraînées soit par le moteur électrique, soit par le
moteur à combustion, voire par les deux. Dans un hybride « série », le moteur à combustion ne sert
qu’à charger les batteries. Il n’est relié ni aux roues motrices, ni au moteur électrique.
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TSI EcoFuel
Les modèles TSI EcoFuel de Volkswagen sont conçus pour un usage bivalent (essence et gaz naturel). À la base, ils sont alimentés au gaz et ne passent en mode
« essence » que lorsque leurs réservoirs de gaz naturel sont vides. Grâce au tandem
double suralimentation (turbo et compresseur mécanique) / injection directe, le manque
de vivacité des voitures alimentées au gaz appartient au passé.
BiFuel
Volkswagen commercialise des véhicules
dits « bi-carburant » (en d’autres termes,
qui fonctionnent alternativement à l’un ou à
l’autre) depuis 1999. La Santana BiFuel (essence / LPG) fut la pionnière en la matière.
Actuellement, la Golf est disponible en version BiFuel.
MultiFuel
Les moteurs de ces véhicules peuvent fonctionner avec un mélange d’essence et
de méthanol ou d’éthanol. En 1979, Volkswagen a pour la première fois testé le
principe dans des conditions réelles au moyen d’une flotte de Golf et Jetta M 100
roulant à un mélange d’essence et de méthanol (jusqu’à 85%). Des Volkswagen
MultiFuel figurent au catalogue dans les pays où ce carburant est distribué.
« Downsizing »
La méthode la plus efficace pour limiter la consommation consiste à opérer ce qu’il
est convenu d’appeler un « downsizing ». Cette diminution de la cylindrée, synonyme
de pertes par frottement réduites (au niveau des pistons, des cylindres, du vilebrequin et des bielles, ainsi que dans la distribution), permet d’obtenir une plus faible
consommation spécifique, donc un meilleur rendement. Le « downsizing » fait son
apparition chez Volkswagen en 2005
Optimisations au niveau du moteur
Les versions BlueMotion bénéficient d’une amélioration de la gestion du moteur (régime de ralenti abaissé, pression de suralimentation, injection et recirculation des gaz
optimisées).
Les modèles Formel E (1981) mus par un moteur à essence se caractérisaient par
un taux de compression plus élevé, ainsi que par un allumage électronique dans le
cas des Passat. À cela s’ajoutait un plus grand échangeur de chaleur pour les Polo,
Derby, Golf et Jetta, accompagné pour ces deux dernières d’un radiateur dont les
dimensions avaient été revues à la hausse.
Catalyseur
Les premiers tests fondamentaux menés par Volkswagen dans le domaine des catalyseurs pour moteurs à essence remontent à 1970. En 1975, des moteurs à essence
sont dotés d’un catalyseur à oxydation et, en 1979, le principe du catalyseur à trois voies
avec régulation par sonde lambda est appliqué à des voitures à essence de série.
31
Sans qu’il existe d’obligation légale en la matière, Volkswagen fait un pas supplémentaire dès 1989 en proposant son premier moteur turbodiesel doté d’un catalyseur à
oxydation.
Catalyseur SCR
Certains moteurs TDI sont équipés d’un catalyseur SCR. En combinaison avec l’additif
AdBlue, ce catalyseur SCR (Selective Catalytic Reduction) très sophistiqué élimine
de manière sélective les oxydes d’azote présents dans les gaz d’échappement. Un
catalyseur à oxydation et un filtre à particules sont toutefois également présents
afin de réduire les émissions polluantes dans leur ensemble.
L’additif AdBlue, une solution aqueuse d’urée élaborée synthétiquement, est stockée
dans un réservoir supplémentaire. Cette substance, composée à 32,5% d’urée, est
injectée en permanence en amont du catalyseur SCR dans la ligne d’échappement.
Le dosage est fonction du flux des gaz d’échappement ; la gestion du moteur,
« informée » par un détecteur de NOx monté derrière le catalyseur SCR, en assure
la régulation exacte.
Finement pulvérisée au moyen d’un treillis, l’urée se transforme en ammoniac au
contact des gaz d’échappement brûlants. Dans le catalyseur SCR, l’ammoniac réagit
avec les oxydes d’azote et les décompose en azote et en eau. L’AdBlue est inoffensif, inodore et biodégradable. La consommation moyenne d’AdBlue est d’environ
0,1 l/100 km, ce qui permet de couvrir 15.000 km. Lorsque l’autonomie en AdBlue
n’est plus que de 2.400 km, un témoin invite le conducteur à en faire l’appoint. À
partir de 1.000 km, un « rappel » (témoin jaune) a lieu tous les 50 km. Une fois le réservoir d’AdBlue vide (témoin rouge), le moteur ne démarre plus (dans le cas des voitures
particulières) ou le couple du moteur se voit réduit de 25% (dans le cas du Crafter).
Filtre à particules
Les moteurs diesel émettent des particules solides pulvérulentes dont le diamètre
est d’environ 0,05 µ et qui, appelées de manière générale « particules », sont devenues matière à discussion en raison de leur possible nocivité pour la santé et l’environnement.
Le filtre à particules élimine les résidus de particules qui subsistent malgré les mesures
internes au moteur destinées à éviter leur apparition (optimisation de la combustion
Éléments de chauffage
Gaz
d’échappement
purifiés
Gaz
d’échappement du
moteur
Âme du filtre en métal fritté
32
par des pressions d’injection élevées et par une conception optimale tant des canaux
d’admission et d’échappement que de la chambre de combustion). Il n’a pas d’influence sur les émissions de CO2 ou les autres gaz d’échappement.
Le filtre retient les particules, qui sont ensuite brûlées (régénération passive ou active) par réaction chimique grâce, notamment, au revêtement catalytique de l’âme
du filtre. Ce type de filtre, généralisé chez Volkswagen, ne nécessite ni entretien ni
additif. Il est prévu pour fonctionner pendant toute la durée de vie du moteur.
Boîte de vitesses longue
Les Volkswagen BlueMotion (Technology) ont vu leur(s) rapport(s) supérieur(s) allongé(s)
par comparaison avec celui (ceux) des modèles dont elles sont dérivées.
Avec les Polo, Derby, Golf et Jetta Formel E (1981), Volkswagen nous faisait découvrir la boîte de vitesses « 3 + E », qui venait s’ajouter à l’offre d’une boîte « 4 + E »
déjà disponible à l’époque.
Boîte de vitesses DSG*
En 2003, le Groupe Volkswagen commercialise son premier véhicule doté de la révolutionnaire boîte de vitesses robotisée à deux embrayages dont le principe avait
été testé en rallye dès 1985 sur la légendaire Audi Sport quattro S1.
La boîte DSG allie tous les avantages d’une boîte manuelle classique avec le confort
d’une transmission automatique moderne. Le conducteur profite ainsi d’un maximum de vivacité et d’un plaisir de conduite doublé d’une accélération harmonieuse
et dynamique sans interruption de l’entraînement. À cela s’ajoute le caractère économique marqué de la boîte.
Cette moindre « consommation » est à mettre sur le compte de divers éléments.
Par comparaison avec une boîte automatique traditionnelle,
- il n’y a pas de convertisseur de couple ;
- la pompe à huile n’est que faiblement mise à contribution.
Par comparaison avec une boîte manuelle,
- c’est toujours le rapport idéal qui est sélectionné en fonction du style de
conduite et des conditions de déplacement.
Servodirection électromécanique
Une servodirection électromécanique a été développée en tant qu’option pour la
Lupo 3L en 1999. Ce type de direction affiche une consommation d’énergie nettement inférieure (jusqu’à 0,2 l/100 km en moins) à celle des systèmes classiques, vu
qu’elle ne travaille qu’« à la demande ». Le Touran fut la première Volkswagen à en
être équipée de série (en 2003).
Récupération d’énergie
Un dispositif de récupération exploite l’énergie cinétique lorsque la voiture ralentit.
À la retenue et au freinage, l’alternateur augmente sa tension secondaire. L’énergie
* Direktschaltgetriebe : boîte à engagement direct.
33
cinétique peut alors être transformée en énergie électrique qui est temporairement
stockée dans la batterie. Au moment où la voiture réaccélère, c’est cette énergie
qui est utilisée, permettant de soulager l’alternateur, tout comme chaque fois que la
batterie est à pleine charge. Il est même possible de couper totalement l’alternateur
afin d’alléger la charge du moteur et de faire baisser la consommation.
Système « Stop-Start »
Lorsque la voiture s’arrête, que le conducteur a mis au point mort et qu’il lève le
pied de la pédale d’embrayage (avec
une boîte DSG, il lui suffit d’appuyer sur
la pédale de frein), l’unité de gestion du
système coupe le moteur. Cela s’accompagne de l’allumage d’un témoin sur
l’écran de l’ordinateur de bord. Dès que
le conducteur débraye (ou qu’il relâche la
pédale de frein avec une boîte DSG), le
moteur redémarre. Le témoin s’éteint et
il suffit alors de passer la première pour
repartir. En résumé, grâce au système « Stop-Start », on économise jusqu’à 0,2 l/100 km
dans le trafic urbain sans avoir modifié en rien ses habitudes de conduite.
En 1981 déjà, les Passat et Passat Variant Formel E étaient dotées d’un système
« Stop-Start » ! Le conducteur pouvait couper le moteur en pressant le bouton « Stop »
situé à l’extrémité du levier de commande des essuie-glaces (tout en débrayant)
lorsque la vitesse du véhicule était inférieure à 5 km/h. Les équipements électriques,
à l’exception du dégivrage de la lunette arrière, continuaient à fonctionner normalement. Pour relancer le moteur, il suffisait d’enfoncer simultanément les pédales
d’embrayage et d’accélérateur.
Le principe de l’arrêt automatique du moteur a ensuite été adopté sur la Golf Ecomatic
commercialisée en 1993 (voir aussi « Roue libre »).
Incitation à changer de vitesse
Parmi les équipements des Volkswagen BlueMotion, on note la présence d’un indicateur qui incite le conducteur à passer le rapport supérieur (par un chiffre jouxtant
une flèche vers le haut sur l’écran de l’ordinateur de bord) lorsque cela s’avère
avantageux en termes de consommation.
L’ancêtre de ce dispositif équipait les modèles Formel E de Volkswagen (1981). À
cette différence près que c’est par l’allumage d’un simple témoin que le conducteur
était invité à monter de rapport. Les modèles à essence étaient en outre dotés d’un
économètre qui renseignait de façon approximative sur la consommation instantanée.
Pneus verts
Aux vitesses comprises entre 40 et 80 km/h, les pneus interviennent pour 20%
dans la consommation d’un véhicule. La résistance au roulement d’un pneu est
provoquée par la déperdition d’énergie qui résulte des microdéformations du pneu
au contact avec le sol. Ces déformations s’accompagnent d’un échauffement qui
entraîne la dissipation d’une partie de l’énergie transmise par le moteur.
34
Une diminution de la résistance au roulement pouvant atteindre 20% (à quoi correspond une économie de carburant de 3%) a été obtenue grâce à un mélange de
gomme composé à 99% d’une nouvelle génération de silice.
On peut également limiter la résistance à l’avancement par une pression de gonflage
supérieure, ce qui réduit la surface de contact avec le sol.
Aérodynamique
Dans le cas des modèles BlueMotion, une amélioration de la pénétration dans l’air
est obtenue par :
- des jantes (légères) dont le profilage aérodynamique réduit la résistance due à
l’entraînement de l’air par leur rotation ;
- un peaufinage aérodynamique de la carrosserie (partie frontale modifiée, obturation
partielle de la calandre…) ;
- le surbaissement de la carrosserie ;
- le carénage aérodynamique spécial du train arrière pour une meilleure canalisation
de l’air sous le véhicule.
Les Golf, Jetta, Passat berline et Variant Formel E (1981) bénéficiaient déjà de mesures visant à réduire le Cx (spoiler avant et/ou arrière, habillage des montants de
pare-brise…).
Réduction des pertes par friction
La chasse aux frictions ne se limite pas au moteur (voir « Downsizing »). Pour certains modèles BlueMotion, on recourt aussi à des arbres de transmission à faible
coefficient de frottement.
Roue libre
Lorsqu’on lève le pied de l’accélérateur, le moteur est désaccouplé de la boîte de
vitesses et le véhicule poursuit son chemin sur sa lancée en exploitant l’énergie
cinétique autrement perdue sous l’effet du frein moteur. Cette utilisation de l’élan,
signe d’un style de conduite prévoyant, se traduit par une réduction directe de la
consommation et une augmentation de l’autonomie.
Le principe du débrayage automatique était déjà mis en pratique sur la Golf Ecomatic
commercialisée en 1993. En outre, son moteur cessait de tourner après 1,5 s si
l’accélérateur n’était pas sollicité à nouveau dans ce laps de temps.
GCI : Gasoline Compression Ignition
Le moteur à essence aussi sobre que le diesel
Grâce au recours à des technologies toujours plus innovantes, les caractéristiques des
moteurs TSI et TDI modernes en termes d’émissions, de consommation, de confort
et de performances ne cessent de se rapprocher. Toutefois, de par leur conception
même, les moteurs diesel comme les moteurs à essence continuent à afficher des
spécificités sur les plans respectifs de la consommation et des émissions. Si le
diesel brille par sa consommation réduite, le traitement de ses gaz d’échappement
est comparativement très complexe, en particulier en ce qui concerne la réduction
des émissions d’oxydes d’azote (NOx) et de suie. En revanche, si, sur le moteur à
35
essence, on maîtrise les émissions (en mode stœchiométrique et homogène où
lambda = 1) grâce au catalyseur à trois voies bien connu, la consommation est plus
élevée que celle du moteur diesel, pour des raisons de richesse du mélange.
Les spécialistes en modes de propulsion du département Recherche de Volkswagen
AG travaillent de manière intensive à la réduction des inconvénients de ces deux
concepts de motorisation et à la consolidation de leurs avantages. C’est à cet effet
que sont mis au point des processus de combustion mariant celui des moteurs à essence et celui des moteurs diesel. Le processus de combustion d’un genre nouveau
qu’est l’auto-allumage homogène par compression GCI, également appelé HCCI
(Homogenous Charge Compression Ignition), constitue l’une de ces étapes vers la
fusion du principe de fonctionnement des deux types de motorisation. Le processus
de combustion GCI présenté ici prend pour base un moteur à essence quasiment
identique à ceux de série, fonctionnant à l’essence telle qu’on la vend dans le commerce. Du point de vue technique, ce moteur représente une étape évolutive à michemin entre les moteurs TSI actuels et le CCS (Combined Combustion System),
envisagé à nettement plus long terme.
Dans le cas de l’allumage par compression de charge homogène du procédé de combustion GCI, un mélange quasiment homogène (comme le nom du procédé l’indique)
d’air, de carburant et d’une grande quantité de gaz d’échappement est comprimé
et est amené à s’auto-enflammer de manière contrôlée. Contrairement à ce qui se
passe dans un moteur à essence classique, la combustion ne démarre pas au niveau
de l’étincelle de la bougie, mais se produit presque simultanément en tout point de la
chambre de combustion. Aucun front de flammes brûlant ne parcourt la chambre : le
mélange s’enflamme de façon pratiquement instantanée partout dans la chambre.
La combustion GCI se distingue du phénomène connu de cliquetis tel qu’il survient
dans les moteurs à essence en ceci qu’elle est voulue, qu’elle ne cause pas de
dommages aux éléments du moteur et, surtout, que le moment d’inflammation et
la durée de combustion sont contrôlés.
Un rendement élevé et des émissions brutes d’oxydes d’azote extrêmement basses
sont les principales motivations qui sous-tendent les recherches effectuées autour
du procédé de combustion GCI. On obtient une augmentation du rendement en
charge partielle par rapport au moteur à essence traditionnel grâce au mode surstœchiométrique (fonctionnement homogène avec lambda > 1) du moteur, dans
une large mesure « désétranglé ». De plus, ce processus de combustion, de par
la très grande rapidité de la réaction, se rapproche de l’idéal – la transformation
isochore – pour un moteur à essence (dans le cas du processus isochore, la transformation se produit à volume constant).
36
La dilution de la charge par de grandes quantités de gaz d’échappement a des conséquences positives sur la formation d’oxydes d’azote. Ces gaz, qui ne participent pas
à la combustion proprement dite, absorbent la chaleur dégagée lors de la réaction.
Dès lors, ils permettent à la température de combustion de rester en deçà de celle
requise pour la formation thermique d’oxydes d’azote.
Ainsi, les émissions brutes d’oxydes d’azote se voient radicalement réduites par
rapport à celles produites par les modes de combustion que l’on connaissait jusqu’à
présent. De la même manière, la composition surstœchiométrique du mélange permet de diminuer également les émissions de CO. Les émissions de suie, quant à elles,
restent en deçà de la limite détectable en raison de l’homogénéité du mélange. En
conséquence, ce mode de combustion permet d’afficher des valeurs de consommation de carburant inférieures sans traitement des gaz d’échappement complexe.
Si le mode de combustion GCI possède des avantages, comme ceux évoqués cidessus, il pose aussi un certain nombre de défis. L’allumage par compression de
charge homogène se caractérise en effet par une grande complexité. La combustion
GCI n’étant pas déclenchée par étincelle, il faut contrôler exactement le point d’autoinflammation, qui dépend du dosage très fin du mélange air-carburant-gaz d’échappement, mais aussi de l’état thermodynamique de ce mélange. Le point d’autoinflammation, tributaire de multiples facteurs, et la combustion sont très sensibles aux
modifications, même légères, des paramètres de réglage, ce qui les rend particulièrement difficiles à contrôler. D’où l’énorme défi que cela représente dans la pratique.
L’utilisation du mode de combustion GCI est pour l’instant encore limitée aux plages
de charge et de régime inférieures. Il est néanmoins déjà possible de l’intégrer dans
des concepts de moteurs existants en vue de mettre à profit ses potentialités en
matière d’émissions et de consommation. Ainsi, un moteur compatible GCI démarre
en mode essence classique. Lorsque la puissance demandée par le conducteur en
charge partielle (vitesses comprises entre 40 et 100 km/h) se situe dans la plage de
travail qui permet l’allumage spontané, le moteur bascule de manière imperceptible
en mode GCI, permettant ainsi d’exploiter son potentiel en termes d’émissions et
d’économie de carburant. Dans les plages de charge et de régime élevées, le moteur repasse en mode de combustion classique.
Pour la préparation du mélange fortement dilué que requiert le GCI (de 40 à 70% de
gaz d’échappement), un moteur FSI de série a été muni d’une commande de soupapes semi-variable. En l’occurrence, le département Recherche du Groupe a opté
pour l’AVS (Audi Valvelift System), un système de commande de distribution variable
(à deux positions) bien connu et développé au sein du Groupe. Des modifications
supplémentaires du moteur ou l’ajout éventuel de capteurs ou d’actuateurs ne sont
pas nécessaires. L’emploi d’un moteur compatible GCI dans un véhicule nécessite
une nouvelle gestion du moteur conçue spécialement à cet effet.
SGI : Strahlgeführte Injektion*
Vers une utilisation durable des ressources pour les moteurs thermiques
Les moteurs TSI de Volkswagen illustrent les potentialités de l’injection directe d’essence couplée à la suralimentation. D’une manière générale, il ne se trouve guère
de voix pour contester l’importance cruciale que revêt la mise au point de nouveaux
procédés de combustion visant à réduire la consommation de carburant et les émis* Injection à jet directeur.
37
sions polluantes pour les moteurs à essence. Les véhicules à injection directe alliée
à la suralimentation représenteront dans un proche avenir la plus grosse part des
nouvelles immatriculations dans l’espace européen.
Derrière cette tendance technologique, il y a la volonté de remplacer les moteurs
atmosphériques de grosse cylindrée par de plus petits moteurs (suralimentés) plus
sobres, sans pour autant renoncer à la puissance et au couple. Grâce à la suralimentation, c’est non seulement la cylindrée que l’on peut réduire, mais aussi les pertes
par frottements et le poids. De plus, la suralimentation permet de décaler la plage
de régimes la plus fréquemment utilisée par les conducteurs vers des zones de la
cartographie synonymes de meilleur rendement. Le Groupe Volkswagen, avec ses
concepts TFSI et TSI, joue un rôle pionnier dans ce domaine.
L’injection directe à jet directeur et sa combinaison avec la suralimentation figurent
au premier rang des évolutions actuelles en matière de modes de combustion.
Contrairement aux processus de combustion classique ou « assistée par air »
(fonctionnement en mode pauvre) avec un injecteur disposé latéralement et un
mouvement de charge ciblé, dans le cas du jet directeur, la formation du mélange
est le simple résultat des caractéristiques de pulvérisation de l’injecteur centré au
sommet de la chambre. Ce procédé autorise un fonctionnement avec un mélange
pauvre particulièrement stable et une stratification de la charge sur une large plage
cartographique.
Satisfaire aux normes antipollution en vigueur et futures reste un défi. C’est particulièrement vrai en ce qui concerne le traitement complexe de la quantité élevée
d’oxydes d’azote produite en mode pauvre. Afin de réduire celle-ci dans la chambre
de combustion déjà, le mode d’injection directe à jet directeur s’accompagne d’un
recyclage externe des gaz d’échappement. L’apport de gaz d’échappement externes
dans la chambre de combustion réduit la température de combustion et, dès lors, la
production d’oxydes d’azote.
Alliée à la suralimentation, l’injection directe d’essence par jet directeur ouvre de
vastes perspectives dans la lutte contre les émissions de CO2, dans la mesure où il
est permis de tabler sur des réductions de la consommation allant jusqu’à 20% par
rapport à celle des moteurs commercialisés actuellement dans les plages d’utilisation les plus fréquentes.
Volkswagen encourage la consommation d’alcool… par les moteurs
En faveur de l’augmentation de la proportion de bioéthanol ajoutée à l’essence
Aucune des solutions techniques actuelles de développement durable des transports ne constitue LA solution unique et universelle. L’avenir sera probablement
aux technologies multiples adaptées en fonction des marchés, du parc existant,
des habitudes de conduite ou des facilités d’approvisionnement. C’est la raison
pour laquelle Volkswagen travaille dans tous les domaines : biodiesel, bio-essence,
hybridation, gaz, électricité et même hydrogène.
Fort notamment de l’expérience acquise au Brésil, Volkswagen poursuit son action
en faveur de l’augmentation de la proportion de bioéthanol ajoutée à l’essence. En
tant que promoteur de concepts innovants dans le domaine des moteurs, comme
le TSI, le FSI et le TDI, Volkswagen a su reconnaître très tôt la nécessité de favoriser
le développement de carburants modernes, l’objectif étant de réduire l’utilisation des
énergies fossiles en les remplaçant par des carburants renouvelables. Cela permet
38
d’économiser les réserves pétrolières existantes et de contribuer activement à la
réduction des émissions de CO2, ainsi qu’à la protection du climat.
Dans le futur, les matières premières biogènes* serviront à la production de carburants. Ceux-ci pourront être commercialisés dans les stations-service existantes et
employés par les véhicules actuels.
Les concepts de propulsion innovants de Volkswagen sont déjà pensés pour pouvoir
utiliser un mélange contenant jusqu’à 10% en volume de bioéthanol par rapport à
l’essence (E10), selon les dispositions de la future norme sur les carburants. Grâce
à sa technologie moteur, qui autorise l’utilisation de carburants mixtes incluant de
l’éthanol, Volkswagen favorise la diffusion croissante des carburants biogènes. Ce
fait constitue un élément important de notre politique énergétique, résolument
tournée vers l’avenir.
Avec une motorisation TSI aussi puissante qu’économique, Volkswagen démontre
que le carburant E10 peut dès aujourd’hui être utilisé par les moteurs à essence à
injection directe les plus élaborés.
Pour répondre de manière optimale aux exigences des moteurs à essence en matière
de qualité des carburants, Volkswagen encourage l’utilisation du bioéthanol sous la
forme de ETBE (éthyl tertio butyl éther), conformément à la norme sur les carburants
DIN EN 228 actuellement en vigueur (15% en volume de ETBE ou 5% en volume
d’éthanol).
L’exploitation plus intensive de biomasse en vue de produire du carburant contribue
dans une large mesure à la sécurité d’approvisionnement en énergie et à la réduction des émissions de CO2. En œuvrant pour un carburant mixte essence-éthanol
contenant une proportion plus importante de ce dernier élément jusqu’à 10%,
Volkswagen encourage cette stratégie. Dans le cadre de notre stratégie de carburants, il s’agit d’un pas de plus sur la voie de l’introduction des biocarburants de
la deuxième génération, caractérisés par des émissions sensiblement réduites de
CO2, comme l’éthanol, à base de lignocellulose, ou le SunFuel, un carburant diesel
synthétique tiré de la biomasse.
Simultanément, Volkswagen mise sur un traitement fiscal uniforme des biocarburants
et sur des taux de mélange qui tiennent compte de critères de durabilité.
Depuis pas mal de temps déjà, Volkswagen étudie des concepts en vue de la production industrielle de biocarburants de la deuxième génération et, dans cet objectif
de développement de carburants, collabore étroitement avec d’autres constructeurs
automobiles, ainsi qu’avec des entreprises de biotechnologie et des groupes pétroliers. La marque soutient le développement de procédés prometteurs et s’emploie
aujourd’hui déjà à développer des systèmes de propulsion conçus pour fonctionner
avec ces carburants. En collaboration avec Choren Industries GmbH et d’autres
partenaires, Volkswagen a développé le SunFuel, un carburant diesel entièrement
synthétique. En recourant à la biomasse, il est possible de boucler presque complètement le cycle de CO2 et de réduire les gaz à effet de serre d’environ 90%. En ce
qui concerne le carburant pour les moteurs à essence, Volkswagen coopère entre
autres avec l’entreprise canadienne Iogen Corporation, dont le procédé de fabrication de cellulose-éthanol présente un potentiel de réduction de CO2 aussi élevé.
* D’origine animale ou végétale.
39
Carburants synthétiques
Volkswagen ne se concentre pas uniquement sur le développement de concepts
de propulsion innovants. En collaboration avec l’industrie pétrolière, le constructeur
s’est fixé pour tâche de poursuivre le développement des carburants, avec comme
corollaire un potentiel substantiel d’améliorations. L’objectif est de remplacer l’utilisation des ressources d’énergies fossiles par celle de carburants produits de façon
régénérative. Cela permettra de protéger activement notre climat et de ménager les
ressources disponibles en quantité limitée. D’autre part, ces nouveaux carburants
permettraient de réduire sensiblement les émissions de tous les véhicules sans
même avoir à recourir à des techniques supplémentaires (exemple : filtre à particules).
SynFuel®
Propriétés
Les carburants synthétiques produits à partir de gaz naturel sont exempts de soufre
et de composés aromatisés. Ils sont caractérisés par un fort potentiel de réduction
des émissions nocives résultant de la combustion interne, en particulier les oxydes
d’azote (NOx) et les particules. Les carburants synthétiques sont qualifiés de « carburants modelés » (designer-fuel), étant donné qu’il est possible d’en influencer les
propriétés de façon ciblée lors de leur fabrication.
Les essais réalisés par Volkswagen avec ce genre de carburant diesel synthétique
ont révélé une baisse des composants nocifs des gaz d’échappement pouvant aller jusqu’à 50%, et ce, pour tous les moteurs diesel. Ces carburants constituent
cependant aussi un prérequis dans l’optique de la mise au point de processus de
combustion homogènes grâce auxquels il sera possible d’éviter toute formation de
polluants dans la chambre de combustion et de réduire encore la consommation.
Production
Un processus de gazéification permet de créer du gaz synthétique. Celui-ci est transformé, dans un réacteur de synthèse Fischer-Tropsch*, en mélange d’hydrocarbures
à partir duquel est préparé du carburant modelé aux propriétés bien déterminées.
Les installations « Gas To Liquids » sont ce qui se fait de mieux techniquement pour
la production de gaz de synthèse à partir de gaz naturel. Le carburant synthétique
fabriqué à partir de gaz naturel n’est pas régénératif et ne peut être considéré que
comme un stade intermédiaire. On ne fera d’économie de CO2 que si l’on utilise les
gaz associés du pétrole, qui ne seront plus brûlés inutilement dans les torchères.
SunFuel®
Propriétés
Le SunFuel® est un carburant de grande valeur fait à base d’hydrocarbures, sans
soufre ni composés aromatisés et chimiquement identique au SynFuel®. Dans un
premier temps, le SunFuel® sera proposé en tant que carburant diesel. Il recourt à
la même infrastructure que les carburants classiques à base de pétrole. Il peut être
utilisé à la place du diesel fossile sans qu’il soit nécessaire d’apporter des modifications au moteur.
* Réaction d’hydrogénation du monoxyde de carbone (transformation du gaz de synthèse CO + H2 en
un mélange d’hydrocarbures) sur des catalyseurs à base de cobalt.
40
L’utilisation de SunFuel® permet de contribuer immédiatement et dans une mesure
importante à réduire la production de CO2 tout en diminuant les émissions nocives.
Grâce à la possibilité de modifier de façon ciblée les propriétés du SunFuel®, il sera
possible d’harmoniser les futurs processus de combustion et carburants les uns
par rapport aux autres. Cela ouvre d’immenses perspectives dans le domaine des
nouvelles réductions des émissions nocives, spécialement des particules.
Production
La biomasse sert de matière de base pour la fabrication du SunFuel®. Grâce à sa grande
diversité, elle est disponible tout au long de l’année. Les plantes qui entrent en ligne
de compte sont peu exigeantes, résistantes et se laissent cultiver dans le respect de
l’environnement. Il s’agit de végétaux spécialement cultivés à cet effet, qui se développent particulièrement vite et ne requièrent pas d’entretien intensif. Divers résidus
organiques, en provenance des forêts ou de l’industrie du bois, des déchets biologiques et même des sous-produits issus de l’élevage peuvent aussi être utilisés.
Le processus Choren est l’une des possibilités qui existent pour produire du gaz synthétique. Il se décompose en différents stades. Au besoin, les matières ou mélanges
de matières de base sont découpés et séchés (s’ils contiennent plus de 30% d’humidité). Ensuite, ils passent par un gazéificateur à basse température, dans lequel ils
sont décomposés en gaz et cokes à une température de 400 à 500 °C. Le gaz, qui
contient du goudron, et le coke moulu aboutissent alors dans le réacteur Choren, où
ils sont transformés en gaz synthétique brut et en scories à des températures qui
peuvent atteindre 1.600 °C. À cet effet, le gaz issu de la gazéification à basse température est dirigé vers un brûleur, dans lequel il est décomposé, principalement en
monoxyde de carbone, mais aussi en hydrogène et en de très faibles quantités de
dioxyde de carbone et de vapeur d’eau sous l’adjonction d’air préchauffé ou d’oxygène
pur. La poussière de coke est insufflée dans la flamme dirigée vers le bas. Le gaz
brut parcourt un échangeur de chaleur (récupérateur), est ensuite dépoussiéré, lavé
dans une autre colonne, avant d’être amené à l’installation Fischer-Tropsch sous la
forme de gaz synthétique. Là, il réagit au contact d’un catalyseur spécial au cobalt et
se transforme en chaînes d’hydrocarbures qui sont ensuite « modelées » en SunFuel®.
Les carburants synthétiques liquides constituent une transition idéale entre les carburants classiques et les piles à combustible alimentées par de l’hydrogène. Ces deux
agents énergétiques se complètent idéalement.
41
Plus chers à fabriquer, les biocarburants devront aussi faire face à deux problèmes
avant d’être largement diffusés :
1. L’augmentation des surfaces cultivées pour la production de carburants pourrait
conduire à une déforestation accrue ;
2. La production de biocarburants de la première génération pourrait entrer en
concurrence avec la production à destination alimentaire.
Pour plus d’informations, veuillez consulter le dossier « Guide CO2 : vers une poursuite de la réduction des émissions de CO2 » de la FEBIAC sur le site www.febiac.be.
La solution à ces deux problèmes viendra avec la mise en production de biocarburants de la deuxième génération. Contrairement aux premiers, qui sont produits à
partir du « fruit » de la plante, les biocarburants de la deuxième génération sont
produits à partir de déchets de plantes. La concurrence avec la chaîne alimentaire
disparaît et les ressources disponibles augmentent.
CCS : Combined Combustion System
Volkswagen développe des moteurs destinés à fonctionner avec des carburants
synthétiques à base de biomasse. Dans dix à quinze ans, ces moteurs combineront
les avantages des moteurs diesel actuels en matière de consommation au potentiel
des moteurs à essence en termes d’émissions.
Dans le cadre d’un congrès qui s’est tenu au début du mois de novembre 2003 à
Weyhausen (Allemagne) sur le thème « Biocarburants : naissance d’une nouvelle branche
d’activité », Mathias Robe, responsable du département « Forschung » (Recherche)
du Groupe Volkswagen, a expliqué la stratégie de l’entreprise : « À travers un nouveau
processus de combustion mixte, le Combined Combustion System, nous montrons
à quel point les réserves des moteurs à combustion en termes d’efficacité sont encore importantes. Grâce aux nouveaux carburants synthétiques actuellement développés à partir du gaz naturel et de la biomasse, nous serons en mesure de concilier
complètement mobilité individuelle et exigences liées à la préservation de l’environnement et du climat. Le recours à la biomasse permettra de boucler le cycle du CO2
(“CO2 neutre”*). »
« La mise en œuvre des biocarburants est au cœur de notre développement futur.
Ils sont le garant d’une durabilité écologique, sociale et économique », a commenté
Klaus Volkert, président du comité d’entreprise de Volkswagen et du conseil d’entreprise général du Groupe. « Ils permettent de réduire les émissions et de ménager
les ressources dès la phase de production. Ils sont un gage de sécurité de l’emploi
dans l’agriculture et contribuent à réduire les subventions agricoles. Ainsi, ces carburants innovants revitaliseront les espaces ruraux en combinant production agricole
et industrielle. J’estime donc indispensable de faire bénéficier les biocarburants
d’un net avantage fiscal par rapport aux autres carburants. »
* Par cycle « plante-carburant-moteur-émission » neutre d’un point de vue des émissions de CO2, on
entend que la combustion du carburant bio-synthétique dans le moteur produit une quantité de CO2
équivalente à celle que la plante extrait de l’atmosphère pendant sa croissance.
42
La fusion du diesel et de l’essence
Le procédé CCS porte en germe une nouvelle ère de moteurs
Un moteur qui réunit le meilleur de l’essence et du diesel ? Illusoire. Révolutionnaire.
Et pourtant, c’est possible : Volkswagen travaille intensivement à l’expérimentation
d’un tel système, qui pourrait bien devenir réalité au cours de la prochaine décennie.
Le nom de cette nouvelle technologie de moteurs : CCS (Combined Combustion
System, pour « système de combustion combiné »). Ce sigle, qui pourrait être synonyme du moteur du futur, est déjà arboré par des prototypes Touran.
Dans le cas de la technologie CCS, la percée décisive réside dans un procédé
novateur de préparation du mélange où fusionnent les principes de l’injection directe d’essence (TSI) et de diesel (TDI), deux domaines dans lesquels la marque
Volkswagen bénéficie déjà d’une solide et longue expérience et dont elle souhaite
réunir les avantages pour le procédé CCS : le mélange air-carburant homogène et les
faibles émissions pour l’essence, l’auto-allumage et la consommation réduite pour
le diesel.
Le procédé CCS se situe à mi-chemin entre les cycles essence et diesel. Dans un
moteur CCS, l’injection en mode homogène commence déjà quand le piston est encore en train de monter et de comprimer l’air. Par le biais des injecteurs de la rampe
commune, technologie empruntée au diesel, il est possible de répartir librement
l’injection sur plusieurs phases et de doser précisément la quantité de carburant.
Tandis que le piston continue son mouvement vers le haut, l’air et le carburant sont
comprimés et chauffés jusqu’à ce que ce dernier s’évapore, donnant ainsi naissance
à un mélange largement homogène, comparable à celui du moteur TSI.
La combustion se produit, en mode homogène, le plus tôt possible après le PMH
(« Point Mort Haut ») sans qu’il y ait d’étincelle (processus semblable en cela au diesel), le mélange s’auto-enflammant théoriquement de manière simultanée en une
multitude de points dans la chambre. Grâce à la combustion quasiment homogène
à proximité du PMH, on obtient, d’une part, un taux d’émissions réduit et, d’autre
part, une consommation encore améliorée par rapport à celle, pourtant déjà basse,
du TDI.
Ce faisant, le moteur CCS travaille avec un taux élevé de gaz d’échappement recyclés (« taux de RGE »). La contribution des gaz d’échappement recyclés pauvres
en oxygène est positive à plus d’un titre. Ceux-ci permettent en effet d’empêcher
43
que la combustion ait lieu trop tôt et d’éviter les trop hautes températures, voire les
points chauds, qui pourraient provoquer la formation d’oxydes d’azote. De plus, le
procédé CCS, grâce à la combustion égale et homogène, empêche pratiquement
l’apparition de zones de mélange gras dans la chambre. D’où la quasi-absence de
suie (contrairement au diesel), qui représente le gros point faible des modes de
combustion à taux de RGE élevés.
Un premier moteur expérimental conçu sur la base d’un TDI de 2 l, installé sur un prototype Touran et utilisant un carburant optimisé, affiche déjà à un stade précoce de
son développement une consommation inférieure de 5% à celle d’un diesel classique,
ainsi qu’une réduction significative des émissions d’oxydes d’azote et de suie.
Les nouveaux carburants conçus sur mesure actuellement à l’étude, le SynFuel® et
le SunFuel®, qui aident à l’homogénéisation de la combustion, s’avèrent un prérequis
fondamental pour la mise en œuvre complète du CCS. Le SynFuel et le SunFuel
sont des carburants synthétiques produits respectivement à partir du gaz naturel et
de la biomasse. L’un comme l’autre sont exempts de soufre et d’aromates, ce qui
réduit déjà radicalement les émissions brutes. La possibilité d’en modifier dans une
certaine mesure la composition et, ce faisant, les propriétés (notamment les températures d’ébullition et l’indice de cétane) lors de leur conception et l’assurance de
pouvoir retrouver ces propriétés dans une production de qualité élevée font de ces
deux carburants des candidats idéaux pour le moteur CCS.
Partenariat avec Shell
Le 4 novembre 2003, Volkswagen et Shell ont annoncé leur coopération dans le cadre
du développement de nouvelles technologies (durables et abordables) relatives aux
moteurs et aux carburants. Les deux groupes ont investi dans les carburants synthétiques et présenté leurs rapports, faisant état des succès déjà enregistrés et des
perspectives en la matière. Cela s’est fait en présence de Loyola de Palacio et de
Philippe Busquin, respectivement vice-présidente et commissaire à la Recherche
de la Commission européenne.
Piles à combustible à haute température
Plus petit, plus efficace et meilleur marché, le système de piles à combustible
à haute température ouvre la voie du futur
Le département Recherche de Volkswagen a développé d’initiative une pile à combustible à haute température (PAC-HT) unique au monde de par sa conception. Elle
élimine les nombreux inconvénients des piles à combustible à basse température
(PAC-BT) connues à ce jour. La nouvelle membrane à haute température issue de
cette recherche et les électrodes spécialement adaptées à ce type de membrane
permettront de concevoir des systèmes de piles à combustible pour automobiles
sensiblement plus compacts, plus efficaces et financièrement plus avantageux.
Grâce à cela, on est plus proche d’une percée pour ce type de mode de propulsion.
Toutefois, les pronostics de nombreux fabricants quant au moment où les piles
à combustible à hydrogène auront atteint la maturité permettant une application
automobile en série et seront disponibles à grande échelle ont sans cesse dû être
revus en raison des impondérables de la recherche. C’est la raison pour laquelle
Volkswagen s’en tient aux faits :
1999 : Le département Recherche de Volkswagen entame un programme de développement d’une membrane à haute température.
44
2001 : Fin 2001, Volkswagen décide de procéder au développement de piles à combustible à haute température de façon indépendante, à commencer par la
recherche fondamentale dans le domaine de la technologie des membranes.
2003 : Les chercheurs de Volkswagen remportent des succès significatifs en matière
de développement de membranes. Des électrodes ad hoc manquaient cependant pour permettre une mise en œuvre.
2006 : Le problème des électrodes est lui aussi largement résolu. Les résultats sont
très prometteurs. À l’heure actuelle, les piles à combustible à haute température sont développées et testées dans le Centre Volkswagen de technologie
d’Isenbüttel, spécialement construit pour l’étude de modes de propulsion
alternatifs.
L’avenir pourrait se présenter comme suit :
2020 : Les premières Volkswagen dotées d’un mode de propulsion à piles à combustible à haute température utilisable au quotidien et abordable – c’est
essentiel – pourraient voir le jour. Volkswagen estime que les piles à combustible à basse température (PAC-BT) majoritairement utilisées aujourd’hui
par les autres constructeurs n’ont aucune chance d’être un jour produites
en grande série, et ce, en raison d’inconvénients liés à leur conception.
Inconvénients des PAC-BT : Elles travaillent à une température de membrane
d’environ 80 °C. Si la température monte sensiblement au-dessus de cette valeur,
le rendement de la pile chute et elle subit des dégâts irréparables. Ceci explique
pourquoi le système de refroidissement des prototypes de véhicules à PAC-BT qui
effectuent un cycle de conduite similaire à celui des véhicules à moteur à combustion est mis à très rude épreuve, ce qui le rend extrêmement cher. À cela s’ajoute
qu’un système BT requiert une humidification permanente des gaz (hydrogène et
air) qui interviennent dans son fonctionnement, faute de quoi on assiste à la même
chute de rendement accompagnée de dégâts irréversibles à la pile et de l’arrêt du
moteur électrique alimenté par la pile. Cette humidification est également exigeante
en termes d’encombrement, de poids et de coût.
Avantages de la PAC-HT de Volkswagen : En combinaison avec des électrodes de
conception nouvelle, la membrane à haute température développée par Volkswagen
peut être « conduite » à une température maximale de 160° C en fournissant la
même puissance. Une température de service moyenne de 120° C est prévue pour
l’utilisation dans un véhicule, et ce, sans humidification supplémentaire. Il en résulte
un système de refroidissement et une gestion d’eau considérablement simplifiés.
D’où une réduction appréciable de l’encombrement, du poids et du coût.
Hydrogène (H2)
Propriétés
L’hydrogène est un gaz inodore et hautement explosif. Sa faible densité énergétique
ne permet qu’une autonomie réduite.
L’hydrogène est le carburant idéal pour les véhicules équipés de piles à combustible.
Dans la pile à combustible, il est transformé directement en électricité servant à
alimenter un moteur électrique. Contrairement à ce qui se passe avec les moteurs
à combustion interne fonctionnant à l’hydrogène (H2), une voiture mue par ce type
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de moteur ne produit localement ni CO2, ni émissions toxiques. Le véhicule se distingue par un confort de haut niveau (il est par exemple équipé d’une climatisation
stationnaire ou d’un chauffage stationnaire). L’aspect laborieux de la fabrication, du
stockage et du remplissage à la pompe joue en la défaveur de l’hydrogène. Celui-ci
peut être stocké sous pression – jusqu’à 700 bars – ou sous forme liquide à – 253 °C.
À l’heure actuelle, il n’existe pas d’infrastructure d’hydrogène adaptable à l’ensemble
des secteurs du trafic. La mise en place d’un réseau d’approvisionnement et de pompes
de distribution requiert des investissements colossaux.
À long terme, on peut imaginer nos véhicules roulant à l’hydrogène pur. Cela présuppose plusieurs choses : un coût de production – régénérative – avantageux (à partir
d’énergie éolienne, hydraulique et solaire), un moyen de stockage dans le véhicule
qui soit acceptable pour le client et la réalisation d’une toute nouvelle infrastructure
(très coûteuse).
Production
Aujourd’hui, l’hydrogène est principalement produit à partir du gaz naturel. Lors du « reformage » du gaz naturel, de
fortes quantités de CO2 sont libérées. Quand ce processus sera appliqué à l’échelle
industrielle, l’hydrogène nécessaire à la synthèse sera produit par électrolyse de
l’eau au moyen d’une électricité obtenue à partir de sources d’énergie régénératives (pour autant que celles-ci soient disponibles en quantités suffisantes). Seule la
production d’hydrogène au moyen d’une électricité issue d’un processus régénératif, avec ce que cela sous-entend comme (importante) différence de prix par rapport
aux carburants traditionnels, permettra d’éviter les émissions de CO2. À long terme,
la raréfaction du pétrole (ainsi que l’augmentation de son prix) pourrait cependant
modifier ce rapport en faveur des carburants alternatifs (hydrogène).
Partenariat pour le développement de batteries destinées à des
véhicules hybrides
Création d’une chaire subventionnée unique en Europe à l’université
Westfälischen Wilhelms-Universität de Münster
Après les injecteurs-pompe en TDI, la boîte DSG, le moteur TSI, la Polo BlueMotion,
le gaz naturel et les biocarburants, Volkswagen accélère les investissements dans
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les technologies écologiques avec le développement de batteries pour les véhicules
hybrides.
Volkswagen AG participe à la création d’une chaire de sciences appliquées – option
science des matériaux – unique en Europe, spécialisée dans l’accumulation et la
transformation d’énergie. La chaire a entamé son travail en 2007 avec le soutien de
Degussa AG, de Chemetall GmbH et de Volkswagen AG.
L’objectif de cette coopération est de continuer à développer des batteries électriques
pour les véhicules à entraînement hybride. L’essentiel des recherches porte sur les
batteries lithium-ion. À l’avenir, celles-ci devraient remplacer les traditionnelles batteries NiMH (Nickel-hydrure de métal) actuellement utilisées dans les véhicules hybrides,
car elles possèdent un potentiel supérieur en termes de puissance, de densité énergétique et de durée de vie. Le but de cette chaire subventionnée est d’augmenter
encore la performance des batteries lithium-ion tout en réduisant les coûts, et ce,
grâce au développement de matériaux innovants.
« Le progrès dans le domaine du stockage d’énergie constitue pour Volkswagen AG
l’une des clés du développement de technologies d’entraînement. L’accord trouvé
aujourd’hui pose la première pierre d’une collaboration très prometteuse entre l’industrie et la recherche universitaire », a déclaré le professeur Jürgen Leohold, responsable du département Recherche chez Volkswagen. Chemetall est leader dans le domaine des composés de lithium de grande qualité. Degussa joue un rôle de pionnier
dans la fabrication d’électrodes et de séparateurs de plaques pour batteries. Avec
cette chaire, financée pour une période initiale de cinq ans, Volkswagen AG souligne
que les moteurs à transmission hybride sont un élément central de sa stratégie de
carburants et de transmissions.
Partenariat avec Sanyo
Depuis 2008, Volkswagen et Sanyo, l’un des pionniers dans le domaine du développement de batteries rechargeables, travaillent ensemble à la mise au point de
nouveaux accumulateurs lithium-ion à haute capacité très performants.
La Maison D’Ieteren s’engage
Le respect au quotidien
En tant qu’importateur, D’Ieteren ne se contente pas de distribuer des véhicules de
plus en plus respectueux de l’environnement. L’entreprise tout entière mène une
politique proactive et systématique en matière de maîtrise énergétique et en appelle
à la responsabilité individuelle face aux ressources communes disponibles.
Mieux acheter l’énergie, réduire sa consommation et favoriser l’utilisation d’énergies
alternatives : tels sont les trois axes mis en place par D’Ieteren Auto depuis 2005
pour réduire l’empreinte écologique de la société dans le cadre de ses activités.
Cette volonté de développer la responsabilité environnementale passe par une action systématique et durable sur tous les facteurs qui induisent une consommation
d’énergie. Concrètement, D’Ieteren s’est engagé aussi bien à adapter sa politique
d’achat et de consommation de l’énergie qu’à influer sur le comportement et les
habitudes de travail de son personnel.
47
L’achat
Mieux acheter, c’est aussi faire confiance aux producteurs d’énergie renouvelable
et les encourager. C’est dans cette logique que, depuis le 1er mars 2008, la société
consomme exclusivement de l’électricité produite par des centrales hydrauliques
du bassin du Rhône, certifiée et garantie d’origine 100% renouvelable par son fournisseur, Electrabel. Ce projet AlpEnergie, même s’il engendre un léger surcoût, est
la preuve qu’il est parfaitement possible pour une entreprise de se fournir exclusivement en électricité « verte ».
La consommation
Après l’achat, le deuxième axe de la politique « verte » menée par D’Ieteren concerne
la consommation. La diminution de cette dernière doit s’opérer dans deux directions.
Tout d’abord, pour évaluer l’impact des actions entreprises, il est essentiel de savoir
précisément quel est le niveau de consommation, secteur par secteur. C’est la raison
pour laquelle la société a réalisé en 2006 plusieurs audits concernant les véhicules ou
les bâtiments. Ensuite, il a fallu passer à l’offensive.
Les bâtiments
Les efforts consentis en vue de réduire la consommation énergétique ont porté sur
les bâtiments, le comportement du personnel et les voitures de service. En ce qui
concerne les bâtiments, le champ d’action est très large. Minuteries, chauffage et
éclairage par zones, détecteurs de présence et coupures de moteurs électriques
n’en sont que quelques exemples. Ces mesures ont permis en 2007 d’économiser
7% sur l’électricité et 8% sur le chauffage par rapport à 2006.
Les voitures
Les nouvelles voitures sont plus sobres que celles qu’elles remplacent. Et ce, malgré
l’augmentation de leur taille et la prise de poids liée au montage d’équipements de
sécurité comme les airbags et les barres de renfort. En trente-quatre ans (de 1974
à 2008), par exemple, la Golf a grandi de 50 cm, grossi de 500 kg, vu son couple et
sa puissance doubler, et pourtant, elle consomme à présent 25% de moins tout en
satisfaisant aux exigences en matière d’émissions de la norme antipollution Euro 5.
Chaque nouvelle génération de voitures apporte sa contribution à la préservation de
l’environnement.
Les processus de production et de recyclage bénéficient eux aussi d’améliorations
constantes, comme en témoigne l’apparition des peintures à l’eau en lieu et place
de celles à base de solvants. Mais il reste un large éventail d’économies à réaliser
dans l’utilisation quotidienne de la voiture. Il s’agit donc de sensibiliser les conducteurs, notamment par le biais des cours d’éco-conduite. Ces formations à la conduite
économique ou défensive existent depuis 1994 chez D’Ieteren. Les résultats obtenus
montrent qu’il est possible d’économiser de 15% à 20% de carburant tout en améliorant de 2% à 4% la vitesse moyenne.
Mais ce n’est pas tout. Depuis le 1er avril 2008, D’Ieteren a neutralisé les émissions
de CO2 produites par ses véhicules de service en achetant des certificats auprès
de sociétés spécialisées. Ces certificats permettent aux rejets d’être neutralisés et
compensés par des engagements dans certains pays émergents.
48
Les énergies alternatives
Parallèlement à un approvisionnement « vert » et à une maîtrise de la consommation
sous toutes ses formes, la politique environnementale menée par D’Ieteren passe
aussi par l’utilisation d’énergies de remplacement. En 2006 a démarré un projet
dont le premier volet a abouti à deux concrétisations. La première concerne la pose
de panneaux photovoltaïques sur le toit de l’Audi Center de Zaventem. Ce dispositif
permet la production annuelle de 250 mégawatts, ce qui correspond à un quart des
besoins totaux du site. Progressivement, les trois autres grands sites de D’Ieteren
Auto (Kortenberg, la rue du Mail et Drogenbos) seront également équipés d’installations similaires. La volonté affichée est d’arriver, fin 2012, à produire 20% de
l’énergie nécessaire de manière alternative, alors que l’objectif de l’État belge est
inférieur à cette valeur et ne se profile qu’à l’horizon 2020.
La cogénération
Deuxième réalisation concrète en matière d’énergie alternative : l’installation sur le
site de la rue du Mail d’une unité de cogénération de haute qualité. Cette dernière
permet de produire deux énergies (de la chaleur et de l’électricité) au départ d’une
seule (du gaz). L’unité de cogénération consomme moins d’énergie primaire que
deux installations distinctes (électricité et chaleur), permet de réduire l’émission
de substances polluantes et limite les besoins énergétiques. Pour l’instant, le site
de la rue du Mail est le seul à bénéficier de cette technologie, mais depuis 2010,
d’autres bâtiments en profitent. Chacune de ces initiatives prises en faveur d’un
meilleur respect de l’environnement fait l’objet d’une évaluation continue, année
après année. Car le développement durable est une responsabilité collective dans
laquelle l’entreprise a un rôle à jouer.
La politique de mobilité
À la suite de l’élaboration d’un plan de mobilité pour son personnel, D’Ieteren a mis en
place un système de navette entre son siège et les principales gares de la capitale. Ce
système favorise le recours aux transports en commun par les navetteurs. Pour les utilisateurs de vélos ou de scooters, des places de parking et des douches sont prévues.
Le sport automobile
Comme la plupart des marques, certaines parmi celles importées par D’Ieteren sont
présentes dans le sport automobile. L’une des formules les plus en vue, la VW Fun
Cup, établit des records de longévité (onze ans) et de succès (plus de 300 voitures
construites). L’importateur a récemment apporté son soutien au remplacement de
l’ancien moteur à essence par un groupe diesel plus moderne et plus économique,
équipé d’un filtre à particules. La consommation a diminué d’environ 20% pour des
chronos équivalents, voire meilleurs, et un niveau sonore en baisse de 40%.
Les paris sur l’avenir
Le lancement en 2006 d’un véhicule fonctionnant au gaz naturel pouvait paraître
incongru sur notre marché, où aucune station n’est accessible pour les particuliers.
Pas de station, donc pas de voitures, ou inversement. Volkswagen a décidé de sortir
de ce cercle vicieux et de proposer un Caddy EcoFuel à ses clients. Quelques sociétés
ayant accès au ravitaillement en gaz naturel ont acheté le Caddy. Depuis, ce carburant
déjà bien implanté en Allemagne et en Italie fait l’objet de l’intérêt croissant des
gestionnaires de flotte.
49
Les nouvelles habitudes
Fin novembre 2008, D’Ieteren Sport a commercialisé la version moderne du fameux
Solex. Mais, contrairement à son prédécesseur, le e-Solex est entièrement électrique,
d’où son nom. Son mode de fonctionnement peu polluant et silencieux en fera un
moyen de déplacement idéal pour les petits trajets. Des e-Solex seront utilisés en
remplacement des voitures pour certains trajets urbains.
D’Ieteren Lease encourage ses clients à réduire leurs émissions de CO2 tout en favorisant leur mobilité en associant un contrat de Location Long Terme voiture et un
contrat de Location Long Terme e-Solex (« Green contract »).
Le « contrat 6 roues » est une autre idée. Le développement du marché des deuxroues a fait naître l’idée d’offrir une formule de transport combiné sur 2 et 4 roues.
Ainsi est apparu le « contrat 6 roues » chez D’Ieteren Lease. Pour autant que le
signataire jette son dévolu sur une voiture de la catégorie juste inférieure à celle
qu’il avait choisie, il dispose pour le même prix d’une voiture et d’un scooter. Les
deux moyens de transport permettent de sélectionner le plus adapté en fonction
des circonstances.
Enfin, les sociétés Accenture, Athlon Car Lease, SNCB et D’Ieteren ont signé un
accord de partenariat qui encourage l’utilisation du train couplée à celle d’une voiture de société. 400 Golf ont ainsi été accordées en leasing par Athlon Car Lease
à Accenture dans le cadre de la formule « Railease », qui combine au contrat de
leasing un abonnement multimodal aux services de la SNCB.
Le télé-travail et la vidéo-conférence entrent également dans les nouvelles habitudes
de la société.
50
Station polaire Princess Elisabeth
Volkswagen est l’un des principaux partenaires de la première station polaire « zéro
émission », un projet ambitieux inauguré en Antarctique au mois de février 2009.
51
V11/10F
Dernière mise à jour :
mars 2011
Concepts de véhicules
52
7.
Concepts de véhicules
VW City-Taxi
En 1977, Volkswagen présente un projet de taxi hybride dérivé d’un Combi T2.
Il est doté à l’arrière d’un moteur à essence avec convertisseur de couple hydrodynamique et, derrière le siège du conducteur, d’un moteur électrique à régulation
électronique. Un arbre à cardans relie ce dernier à la boîte de vitesses.
En ville, le véhicule roule exclusivement à l’électricité. Lorsqu’il arrive en périphérie,
le moteur à essence est mis en marche et le potentiel combiné des deux moteurs
est disponible pour les accélérations. Si la pleine puissance du moteur à essence
n’est pas requise, il entraîne le moteur électrique, qui se mue alors en génératrice
pour recharger les onze batteries.
Polo, Derby, Golf, Jetta, Passat et Passat Variant Formel E
En 1981, Volkswagen commercialisait une série de voitures résolument axées sur
l’économie de carburant. Les moyens mis en œuvre portaient sur l’aérodynamique,
le moteur et la boîte de vitesses. Ceux-ci étaient complétés par un « économètre »
et un « indicateur de changement de vitesse » (pour le détail, voir le chapitre 6).
Öko-Polo
Cette Polo « laboratoire » de 1984 préfigurait l’avenir. La solution retenue pour sa
propulsion était en effet un 2 cylindres diesel de 858 cm3 et 29 kW à injection directe
avec compresseur mécanique G, intercooler, recirculation des gaz d’échappement,
catalyseur à oxydation, filtre à particules régénérable et système « Stop-Start ». Sur
une distance de quelque 1.500 km (Wolfsburg-Marseille), l’Öko-Polo s’est distinguée
par une consommation moyenne de 1,7 l/100 km sur autoroute et de 2 l/100 km sur
les routes secondaires. Même en présence de conditions de circulation peu favorables
en ville, elle s’est toujours contentée de moins de 4 l/100 km.
53
Chico
En 1991, Volkswagen a présenté une étude de 2 + 2 compacte originale. Elle était
dotée de portières à quatre articulations combinant des éléments d’une porte coulissante et ceux d’une véritable porte papillon, ceci afin de faciliter l’accès à l’habitacle
et la sortie de celui-ci dans des emplacements exigus. Sa propulsion était confiée à
un module hybride composé d’un 2 cylindres à essence de 25 kW (34 CV) et d’un
moteur électrique de 6 kW. Un récupérateur de chaleur latente permettait de réchauffer le liquide de refroidissement du moteur lors des départs à froid, contribuant
ainsi à la diminution des émissions nocives.
Elektro-Van
Entre 1992 et 1995, dix Caravelle (T4) mus par un moteur asynchrone de 22 kW (30 CV)
ont fait partie d’une flotte de véhicules électriques confrontés aux conditions d’utilisation de tous les jours sur l’île de Rügen, en Baltique.
Öko-Golf / Golf Ecomatic
Lancée en 1993, la Golf Ecomatic (la version de série de l’Öko-Golf de 1989) était
dotée d’un dispositif qui coupait le moteur (un diesel avec catalyseur à oxydation)
lorsqu’il ne servait à rien, et ce, que la voiture était à l’arrêt ou en mouvement.
Quand le conducteur levait le pied de l’accélérateur, le système Ecomatic réagissait
immédiatement par un débrayage automatique et le moteur se mettait à tourner au
ralenti. Si l’accélérateur n’était pas sollicité à nouveau après 1,5 s, le moteur cessait
de fonctionner. Dès que l’on touchait à nouveau la pédale des gaz (après avoir engagé la première si l’on était à l’arrêt), le moteur redémarrait.
La composante « matic » du nom « Ecomatic » ne signifiait pas que la transmission
était du type automatique, mais bien qu’il n’y avait pas de pédale d’embrayage, le
débrayage et l’embrayage qui accompagnaient le changement de rapport étant déclenchés par le basculement du pommeau du levier de changement de vitesse par
rapport à ce dernier (via un micro-interrupteur).
La Golf Ecomatic se différenciait de ses sœurs notamment par une installation électrique renforcée, une servodirection avec pompe électrique (qui, en plus, ne travaillait
qu’à la demande), un circuit de chauffage avec pompe de circulation électrique et un
démarreur renforcé.
Golf CitySTROMer
La recherche dans le domaine de la propulsion électrique a porté ses premiers fruits
en 1976, avec une Golf I animée par un moteur électrique de 20 kW. Cette première
« E-Golf » a servi de véhicule laboratoire jusqu’en 1986, permettant de tester différents types de batteries et de moteurs électriques.
Les précieux enseignements livrés par le véhicule expérimental ont pleinement bénéficié à la Golf CitySTROMer, dérivée de la Golf de la deuxième génération. Il s’agissait du premier véhicule électrique à faire son apparition dans le catalogue « normal »
de Volkswagen, en 1989.
Lorsque Volkswagen a lancé la Golf III, en 1991, la nouvelle version de la CitySTROMer
était en plein développement depuis longtemps. Elle sera produite en série à partir
de 1993, en collaboration avec Siemens. 120 exemplaires au total seront construits
jusqu’en 1996 sur la base de la Golf de la troisième génération.
54
Lupo 3L
Fruit d’une conception sans concession dans les domaines de la sécurité active
ou passive, de la solidité, de la fiabilité, du confort routier et des performances, la
Lupo 3L (1999) est une voiture à quatre places du segment A00 (A zéro-zéro) dont
la consommation moyenne pouvait descendre sous la barre des 3 l/100 km. Pour
atteindre cet objectif, il avait fallu faire preuve d’innovation au moment d’imaginer le
moteur, la boîte de vitesses, le châssis-suspension, la carrosserie (construction allégée), l’équipement et l’aérodynamique, mais aussi les méthodes de production !
Son moteur TDI 3 cylindres de 1,2 l et 45 kW (61 CV), dépollué notamment par
un système de recirculation des gaz et deux catalyseurs, était secondé par une
boîte manuelle robotisée séquentielle (Tiptronic) avec mode économique. Lorsque
le programme « Économie » était sélectionné, la boîte était couplée à une fonction
« Stop-Start » automatique. Si la voiture se trouvait à l’arrêt pendant 3 s avec la
pédale de frein actionnée, le moteur se coupait tandis que la première vitesse était
enclenchée. Une fois l’accélérateur à nouveau sollicité, le moteur était instantanément
relancé.
La Lupo 3L disposait d’une autonomie potentielle de plus de 1.000 km avec un plein
de 34 l !
Lupo à « moteurs-moyeux »
Cette Lupo « laboratoire » conçue en 2001 était mue par quatre moteurs électriques
(logés dans chacune de ses grandes roues de 16 pouces) qui développaient ensemble
75 kW (102 CV) et 500 Nm. Ses batteries lui conféraient une autonomie de 75 à 150 km.
VW 1L, …
En 2002, avec sa VW 1L, un véhicule qui se contentait en moyenne de 1 l/100 km
seulement, Volkswagen montrait ce qui était faisable en termes de réduction de
la consommation en faisant appel aux technologies les plus modernes et les plus
variées. Il fallait, en plus, que l’engin en question soit sûr, « immatriculable » et
utilisable.
Évoquant un bobsleigh de compétition par sa forme (largeur de 1,25 m), ce véhicule
biplace dont les occupants étaient assis l’un derrière l’autre s’avérait un concentré
de solutions high-tech extrêmes : monocylindre SDI de 299 cm3 développant 6,3 kW
(8,5 CV), boîte manuelle séquentielle automatisée à 6 rapports caractérisée par
un programme de changement de vitesse spécialement adapté, poids de 290 kg,
dont 74 pour la carrosserie, 26 pour le moteur et 8 pour le train avant, Cx de 0,159,
niveau de sécurité d’une GT homologuée pour la course, etc.
Système « Stop-Start » et roue libre à l’appui, ce véhicule affichait une consommation
moyenne de 0,99 l/100 km tout en permettant une vitesse de pointe de 120 km/h.
… L1 et …
Ce projet aura une prolongation en 2009 sous la forme de la « L1 ». À l’inverse de sa
devancière, la L1, animée par une propulsion hybride unique, pourrait être produite
en série dès 2013. En effet, si la fabrication à l’échelon industriel d’une carrosserie en
PRFC telle que celle de la L1, qui allie légèreté et aérodynamisme extrêmes pour une
sécurité maximale, était jusqu’à ce jour financièrement inimaginable, Volkswagen est
55
maintenant parvenu à trouver le moyen de produire en série et à moindre coût des
pièces en PRFC, ce qui ouvre de toutes nouvelles perspectives.
La L1 en résumé : bicylindre TDI Common Rail de 0,8 l développant 20 kW (28 CV)
ou 29 kW (39 CV) selon le mode de fonctionnement (« Eco » ou « Sport »), moteur
électrique de 10 kW (14 CV), boîte automatisée DSG à 7 rapports, système « StopStart », consommation moyenne de 1,38 l/100 km, vitesse de pointe de 160 km/h,
autonomie théorique de 725 km pour un réservoir de 10 l, surface frontale de 1,02 m2,
Cx de 0,195 (Cx.S = 0,199 m2), poids total de 380 kg (dont 124 kg pour la carrosserie qui se répartissent de la façon suivante : 64 kg sont à porter au compte de la
monocoque PRFC – y compris le siège intégré du passager –, la peau extérieure en
PRFC pèse 28 kg, la « verrière » en PRFC, 19 kg, le siège en PRFC du conducteur,
9 kg, et les phares à DEL, 4 kg), dimensions (L x h x l) de 3.813 mm x 1.143 mm x
1.200 mm.
… XL1
2011 : La XL1 représente la troisième étape de l’évolution stratégique de Volkswagen
vers la voiture qui se contente de 1 l/100 km en moyenne. Le prototype (dimensions :
3.888 x 1.665 x 1.156 mm) n’émet que 24 g/km de CO2 grâce à sa consommation
moyenne de 0,9 l/100 km. Ceci est à mettre sur le compte de sa carrosserie hightech ultralégère (monocoque et éléments de carrosserie en plastique renforcé de
fibres de carbone), de son système hybride « plug-in » constitué d’un bicylindre TDI
de 0,8 l développant 35 kW (48 CV), d’un moteur électrique de 20 kW (27 CV), d’une
boîte DSG à double embrayage et 7 rapports et d’une batterie lithium-ion et de son
aérodynamique parfaite. Avec un Cx de 0,186 et une surface frontale de 1,50 m2, la
XL1 affiche une résistance à l’air de Cx.S de 0,277 m2, deux fois et demie fois moins
élevée que celle de la Golf qui fait déjà très bonne figure dans le segment des
compactes !
Il suffit à la XL1 de 6,2 kW (8,4 CV), autrement dit une infime fraction de la puissance
des voitures actuelles, pour rouler à la vitesse constante de 100 km/h (Golf 1.6 TDI
de 77 kW avec boîte DSG à 7 rapports : 13,2 kW/17,9 CV). En mode électrique, elle
a besoin de moins de 0,1 kWh (82 Wh/km) pour parcourir plus d’un kilomètre. Un
record !
Dans le cadre de ce projet, Volkswagen est parvenu à réduire encore sensiblement
les coûts de fabrication des éléments en PRFC, ce qui constitue un avantage indéniable dans la perspective d’une production en petite série de ce véhicule. En effet,
la marque et ses partenaires ont mis au point et breveté un nouveau procédé de fabrication du plastique renforcé de fibres de carbone qui répond à l’appellation aRTM
(advanced Resin Transfer Moulding = moulage par transfert de résine).
EcoRacer
Lors du Tokyo Motor Show de 2005, Volkswagen a présenté un prototype qui pourrait
entrer dans l’histoire en tant que voiture de sport la plus économique de son temps.
Ses deux principales caractéristiques : une consommation moyenne de 3,4 l/100 km
et une vitesse de pointe de 230 km/h. Son nom : EcoRacer. « Eco » fait référence à
sa consommation et à ses émissions très faibles, « Racer », au potentiel dynamique
fascinant de ce véhicule de sport racé à moteur central.
À l’image de la carrosserie en PRFC (plastique renforcé de fibres de carbone), aussi
légère que rigide, le moteur de l’EcoRacer est unique. Point capital : ce 4 cylindres
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1.5 TDI de 100 kW (136 CV) en phase de test présente le potentiel technique qui permet
la mise en œuvre du processus de combustion mixte CCS (Combined Combustion
System).
Touran HyMotion
L’association de piles à combustible et d’une batterie permet au Touran HyMotion, doté
d’un moteur électrique de 80 kW au couple vigoureux, d’accélérer de 0 à 100 km/h en
seulement 14 s (pour ainsi dire sans bruit et sans vibrations) et d’atteindre la vitesse
de 140 km/h. 2,5 kg d’hydrogène sont stockés sous forme gazeuse dans le réservoir
du véhicule. Ce carburant contient l’équivalent énergétique d’environ 11,5 l d’essence,
ce qui confère au Touran HyMotion une autonomie d’à peu près 190 km. La puissante
batterie NiMH (Nickel-hydrure de métal) fournit un surcroît d’énergie synonyme de
démarrages en force et d’accélérations efficaces.
Fin 2009, deux Volkswagen Tiguan HyMotion et deux Caddy Maxi HyMotion sont
entrés en phase de test en situation réelle dans la circulation urbaine de Berlin.
Space up !
La space up ! est une petite merveille d’espace. Sur seulement 3,68 m de long et
1,63 m de large, ce petit van offre l’espace d’un véhicule nettement plus grand. Son
concept d’espace intelligent est dans une large mesure dû à la disposition et à la
faible hauteur de son moteur, installé à l’arrière.
La space up ! est une quatre places à part entière. À l’arrière, la banquette révèle deux
sièges enfants intégrés. À l’exception de celui du conducteur, tous les sièges peuvent
être rabattus et enlevés. S’ils sont rabattus, cela crée une surface plane qui permet
une capacité de chargement maximale de 1.005 l. Avec quatre personnes à bord, le
volume de chargement jusqu’à hauteur des vitres est encore de 220 l. Bien que ce
« concept van » mesure 15 cm de moins que la Fox, qui est aujourd’hui la Volkswagen
la plus compacte, des objets d’une longueur maximale de 2,8 m peuvent être emportés
grâce à une trappe de chargement qui communique avec le coffre avant.
Space up ! blue
La space up ! blue est un van à quatre places et cinq portes, mû par un moteur électrique de 45 kW (61 CV), qui peut atteindre 120 km/h et sprinter de 0 à 100 km/h en
13,7 s. Il est alimenté soit par 12 batteries lithium-ion qui fournissent ensemble 12 kWh
(autonomie de 100 km), soit par une pile à combustible.
La pile à combustible à haute température fabrique de l’électricité à partir d’hydrogène (H2). Les deux réservoirs de sécurité intégrés au soubassement de la voiture
ont une contenance cumulée de 3,3 kg d’hydrogène comprimé. Cela suffit pour parcourir 250 km. Lorsque les batteries sont chargées au maximum et que les réservoirs
à hydrogène sont remplis, l’autonomie théorique est de 350 km.
Le toit de la space up ! blue est doté de cellules solaires qui servent de source énergétique d’appoint pour charger les batteries.
Golf BlueMotion 99 g/km de CO2
La sobriété étonnante de ce modèle est le fruit de modifications de détail appliquées à toutes les versions BlueMotion telles que des rapports de boîte plus longs
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(il s’agit ici d’une boîte manuelle à 5 vitesses), des pneus à faible résistance au roulement et des mesures aérodynamiques spéciales. Mais le passage sous la barre
des 4 l/100 km a d’abord été rendu possible par l’énorme potentiel du moteur TDI
Common Rail de 1.598 cm3.
Golf Twin Drive
Sous le capot de cet hybride « Plug-In » (un prototype conçu sur la base de la Golf V), on
trouve un moteur diesel 1,5 l de 102 CV et un moteur électrique de 30 kW. Chacun des
deux moyeux de roue arrière recèle un moteur électrique supplémentaire de 30 kW !
À l’inverse des véhicules hybrides actuels, la Twin Drive peut être rechargée à une
prise et permet – argument décisif – de disposer d’une large autonomie en mode
électrique. Dans les conditions idéales, cette voiture peut ainsi parcourir 50 km alimentée par une batterie lithium-ion de 150 kg. Alors que sur un modèle hybride
classique, le moteur électrique épaule le moteur à combustion, dans le cas de la Twin
Drive, c’est exactement l’inverse : ici, le moteur diesel ou à essence vient en appui
au moteur électrique !
Une touche dans l’habitacle permet de passer du mode de propulsion exclusivement
électrique au mode hybride. Mais le choix du mode peut aussi être laissé à l’électronique de gestion. Le conducteur a la possibilité d’introduire dans le système
de navigation le lieu où se fera la prochaine recharge du véhicule. Sur la base des
données relatives au trajet, l’électronique va alors gérer de façon optimale le stock
d’électricité, faisant en sorte qu’il y en ait suffisamment pour rallier le lieu de destination et qu’il en reste un minimum une fois le véhicule arrivé.
Sur 100 km, le prototype consomme en moyenne 2,5 l de diesel et 8 kWh d’électricité. En mode exclusivement électrique, il atteint la vitesse de pointe de 120 km/h.
Les vingt Golf Twin Drive de la flotte-test engagée dans le programme « L’électromobilité testée sur flotte » (voir « Historique ») sont quant à elles mues par un moteur
électrique de 85 kW et un TSI de série qui développe 90 kW.
Passat BlueTDI
Les Passat berline, Passat Variant et Passat CC sont disponibles en version BlueTDI
avec le moteur 2.0 TDI de 143 CV. Elles disposent d’un réservoir d’AdBlue dans le
coffre. Ce liquide est pulvérisé dans la ligne d’échappement de la Passat en amont
du catalyseur SCR (Selective Catalytic Reduction) pour réduire les émissions de
NOx. Équipées de la sorte, les Passat satisfont d’ores et déjà aux exigences de la
future norme antipollution Euro 6.
Golf BiFuel
Depuis peu, Volkswagen propose une version BiFuel essence/LPG de la nouvelle
Golf avec le moteur 1,6 l de 98 CV. Cette variante est également importée chez
nous. La consommation moyenne d’essence s’établit à 7,1 l/100 km pour un niveau
d’émissions de CO2 moyen de 169 g/km, celle de LPG étant de 9,2 l/100 km pour un
niveau d’émissions de CO2 identique. La contenance du réservoir de LPG permet à
la Golf BiFuel de parcourir 410 km en moyenne. Le LPG – à ne pas confondre avec
le gaz naturel, composé essentiellement de méthane (CH4) et provenant notamment
d’Algérie, de Norvège et de Russie – est un dérivé du pétrole constitué d’un mélange de propane (C3H8) et de butane (C4H10).
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Passat, Touran et Caddy EcoFuel
Après le Caddy, c’est au tour du Touran, du Caddy Maxi et de la Passat d’être disponibles sur notre marché avec un système de bicarburation qui permet d’utiliser alternativement de l’essence et du gaz naturel. La version EcoFuel de la Passat dotée
du moteur à injection directe TSI est également proposée avec la boîte de vitesses
à deux embrayages DSG, ce qui en fait une voiture unique.
La Passat TSI EcoFuel consomme en moyenne
- avec la boîte de vitesses manuelle : 4,5 kg/100 km (émissions moyennes de CO2
de 123 g/km) ou 7,2 l/100 km (émissions moyennes de CO2 de 166 g/km) ;
- avec la boîte de vitesses DSG : 4,4 kg/100 km (émissions moyennes de CO2 de
119 g/km) ou 6,8 l/100 km (émissions moyennes de CO2 de 157 g/km).
E-Up !
Ce véhicule 3 + 1 places qui atteint la vitesse de 135 km/h est animé par un moteur
électrique d’une puissance de pointe de 60 kW (pour une puissance continue de 40 kW).
Le moteur (implanté à l’avant) de cette traction développe un couple maximal de
210 Nm.
La propulsion dite « intégrée » se caractérise par la réunion sous forme compacte de
tous les organes essentiels de la chaîne cinématique. Conjointement avec la transmission et le différentiel, le moteur électrique constitue le noyau de cet ensemble.
L’alimentation en énergie (fournie par des batteries lithium-ion d’une capacité de
18 kWh) est assurée par un onduleur à impulsions de haute puissance qui, avec le
convertisseur DC/DC du réseau électrique de bord de 12 V et le chargeur, forme la
propulsion intégrée compacte.
Selon le style de conduite, l’E-Up ! peut parcourir jusqu’à 130 km. Avec un « plein »
fait à partir du réseau domestique au tarif nuit, elle couvre 100 km pour un coût en
électricité de 2 euros (environ 14 centimes d’euro le kilowattheure).
Polo BlueMotion 87 g/km de CO2
Avec une consommation moyenne de seulement 3,3 l/100 km (à quoi correspondent
des émissions de CO2 de 87 g/km), la nouvelle Polo BlueMotion (55 kW/75 CV)
se présente comme la « voiture “3 l” » de l’ère moderne et revendique le titre
de cinq places la plus économique au monde tout en étant en mesure d’atteindre
173 km/h. Ses rejets de CO2 ont pu être abaissés de 20% par rapport à ceux d’une
Polo TDI traditionnelle de 75 CV et sa consommation a été réduite de 0,9 l/100 km
grâce à l’apport conjoint des technologies BlueMotion et d’un TDI 1,2 l high-tech de
conception nouvelle.
Up ! Lite
La Up ! Lite est une quatre places qui se contente de 2,44 l/100 km ! Grâce, d’une
part, à un concept hybride qui repose sur un bloc TDI (turbodiesel) couplé à un
moteur électrique et secondé par une boîte automatisée DSG à sept rapports et,
d’autre part, au coefficient aérodynamique le plus bas possible (0,237), Volkswagen
ramène les émissions moyennes de CO2 à la valeur exceptionnelle de 65 g/km.
L’étude trois portes est dès lors non seulement la voiture quatre places la plus
économique au monde, mais également la plus respectueuse de l’environnement,
compte tenu de son bilan CO2 global.
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Un bouton « Éco » permet de ramener la puissance du bicylindre TDI – le principal
mode d’entraînement de la voiture – de 38 kW (51 CV) à 26 kW (36 CV). Le moteur
électrique de 10 kW (14 CV) épaule le TDI. Pendant ces phases de « boost », la
puissance conjuguée du TDI et du moteur électrique s’élève à 48 kW (65 CV). Dans
des zones résidentielles, le moteur électrique est en mesure d’assurer, seul, la propulsion de la Up ! Lite.
En mode « Éco », le système de navigation à écran tactile donne la possibilité de choisir l’itinéraire le moins coûteux en énergie avant même de prendre la route. Dans ce
mode, le système tient compte, pour le calcul de l’itinéraire, de paramètres supplémentaires comme la topographie – indiquant les endroits où il est possible de se passer
du moteur à combustion –, le moment de la journée et la densité du trafic. Roue libre,
système « Stop-Start » et récupération d’énergie sont également au rendez-vous.
Touareg Hybrid
Le groupe motopropulseur du Touareg Hybrid, équipé d’une batterie à haute tension,
se compose pour l’essentiel du V6 TSI (moteur à essence à injection directe de
245 kW/333 CV) suralimenté par compresseur, de la boîte automatique à 8 rapports, idéale pour une utilisation en mode hybride et sur un véhicule dont l’une des
vocations est de tracter, ainsi que du module hybride, intercalé entre le moteur à
combustion et la boîte automatique. Composé de l’embrayage de découplage, en
aval du V6 TSI, et du moteur électrique (34 kW/47 CV), le module hybride compact
monobloc ne pèse que 55 kg. Lorsque le V6 TSI et le moteur électrique fonctionnent
de concert (mode « Boost »), la puissance totale, mesurée au banc d’essai, atteint
279 kW/380 CV et le couple culmine à 580 Nm.
Dans le trafic urbain, le concept hybride génère une économie de consommation de
plus de 25% par rapport à celle d’un SUV traditionnel de puissance et de dimensions
analogues. En cycle mixte, combinant des trajets urbains, routiers et autoroutiers,
l’économie est de 17% en moyenne.
Pour l’essentiel, la baisse de la consommation du Touareg Hybrid repose sur quatre
éléments :
Le moteur électrique : en mode électrique (jusqu’à 50 km/h), synonyme d’émission zéro,
le V6 TSI n’est pas seulement coupé. Il est désaccouplé de la boîte de vitesses par un
embrayage de découplage. L’objectif est d’éviter les pertes dues au couple de retenue.
L’exploitation de l’élan : dès que le conducteur lève le pied de l’accélérateur, le V6 TSI
est également désaccouplé de la boîte de vitesses et poursuit son chemin en « roue
libre » (une fonction disponible en option, en combinaison avec la transmission DSG,
pour les Passat 1.4 TSI (90 kW) BlueMotion Technology, 2.0 TDI (103 kW) BlueMotion
Technology et 2.0 Blue TDI). Cette opération peut même s’effectuer à vitesse élevée
(jusqu’à 160 km/h) et donc sur autoroute. Grâce à l’élimination des pertes dues au
couple de retenue, le Touareg roule bien plus longtemps sur sa lancée. En adoptant
un style de conduite prévoyant, on obtient une réduction directe de la consommation.
La récupération d’énergie à la décélération : au freinage, le moteur électrique est
utilisé comme alternateur afin de transformer l’énergie cinétique en électricité. Celleci est stockée dans la batterie haute tension (NiMH).
Le système « Stop-Start » : intégré au moteur, il réduit la consommation, surtout en
ville ou lorsque les arrêts et redémarrages sont fréquents.
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Passat BlueMotion 114 g/km de CO2
L’autonomie de la Passat BlueMotion, animée par un moteur TDI à Common Rail de
77 kW (105 CV), est tout bonnement inédite. Avec une consommation moyenne d’à
peine 4,4 l/100 km (114 g/km de CO2), elle peut parcourir jusqu’à 1.591 km grâce à
son réservoir de 70 l ! Dans le cadre d’une tentative de record de consommation et
de distance parcourue, une Passat berline animée par ce moteur est même parvenue
à franchir 2.456,87 km avec un seul plein, établissant sa consommation moyenne à
3,14 l/100 km !
Passat MultiFuel
En Suède et en Norvège, la Passat peut être obtenue avec un Twincharger MultiFuel
de 118 kW (160 CV) décliné à partir du moteur 1.4 TSI à double suralimentation. Il peut
fonctionner avec un mélange essence-éthanol contenant jusqu’à 85% de ce dernier.
Golf blue-e-motion
En proposant la Golf blue-e-motion, une version purement électrique de la voiture
européenne la plus vendue de tous les temps, Volkswagen continue de préparer
l’avenir et l’entrée dans l’ère de la mobilité électrique.
Sous le capot de cette étude, on trouve un moteur électrique qui développe 85 kW
(115 CV) de puissance maximale pour 50 kW (69 CV) de puissance continue. Comme
tous les moteurs électriques, celui de la Golf met immédiatement un couple maximum
très élevé (dans ce cas, 270 Nm) à la disposition du conducteur. Le moteur puise
son énergie dans une batterie lithium-ion d’une capacité de 26,5 kWh.
La voiture permet à tout moment de sélectionner un profil de conduite, de manière à
déterminer par avance le rapport entre l’autonomie maximale, le confort maximal et
la dynamique maximale. Ainsi, la puissance du moteur électrique, le réglage de la climatisation, la vitesse de pointe et la stratégie de récupération seront configurés selon
le profil retenu. La Golf blue-e-motion propose trois profils : « Normal », « Comfort + »
et « Range + ». Le profil « Comfort + » sollicite la totalité de la puissance disponible
(85 kW) et permet à la Golf blue-e-motion d’atteindre 135 km/h. En mode « Normal »,
la puissance tombe à 65 kW et la vitesse de pointe, à 115 km/h. En mode « Range + »,
enfin, la gestion du moteur libère seulement 50 kW, pour une vitesse maximale de
105 km/h. Dans le même temps, la climatisation est totalement désactivée. En fonction du style de conduite adopté et des conditions d’utilisation, l’autonomie de la Golf
blue-e-motion peut atteindre 150 km.
Bulli
La réinterprétation du légendaire bus VW se présente comme un véhicule « tout
à l’avant » à zéro émission, puisqu’elle est propulsée exclusivement par l’énergie
électrique. Son moteur, qui forme un bloc intégral compact avec l’onduleur à impulsions haute puissance et le convertisseur DC/DC pour le réseau de bord 12 V, développe 85 kW et un couple respectable de 270 Nm. Son alimentation est confiée à
une batterie lithium-ion de 40 kWh maximum. L’ensemble permet une autonomie
de 300 km, une distance importante pour une voiture électrique. Une fois branché
sur une borne de rechargement spécialement conçue à cet effet, le Bulli « fait le
plein » en moins d’une heure.
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Le nouveau Bulli accélère de 0 à 100 km/h en 11,5 s et atteint la vitesse maximale
de 140 km/h (limitée électroniquement). Grâce à son autonomie et à ses performances, ce monocorps compact n’est pas réservé aux trajets courts. Il est même
prédestiné à la plupart des déplacements des navetteurs et des trajets consacrés
aux loisirs, et ce, sans émissions polluantes.
e-Solex
Chez D’Ieteren, écologie et économie se déclinent également sur deux roues. Depuis
le mois de juin 2008, D’Ieteren Sport assure la commercialisation du e-Solex pour le
Benelux. Le mode de fonctionnement peu polluant et silencieux de ce Solex mû par
un moteur électrique en fera un moyen de déplacement idéal pour les petits trajets.
La contribution « branchée » à une approche multimodale de la mobilité, quoi !
En 2011, une nouvelle société, Light Electric Vehicles, a été créée au sein de D’Ieteren
Sport pour prendre en charge la distribution de l’e-Solex au niveau européen.
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Une image vaut mieux qu’un long discours...
VW City-Taxi
Formel E
Öko-Polo
Chico
Elektro-Van
Golf Ecomatic
Golf CitySTROMer
Lupo 3L
1L
L1
XL1
EcoRacer
Touran HyMotion
Space up !
Space up ! blue
Golf BlueMotion 99 g/km
Golf Twin Drive
Passat BlueTDI
Golf BiFuel
Caddy EcoFuel
E-Up !
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Polo BlueMotion 87 g/km
Up ! Lite
Touareg Hybrid
Passat BlueMotion 114 g/km
Golf blue-e-motion
Bulli
e-Solex