23 janvier 2013 (complétée le 28 janvier 2013)

Surprise et rupture technologique : l’Hybrid Air de PSA Peugeot Citroën

Comment abaisser drastiquement la consommation d’un véhicule plutôt urbain sans accroître de façon déraisonnable son coût ? Le groupe PSA vient de dévoiler un projet tenu au grand secret depuis 2 ans et capable de répondre à cette équation.

La particularité d’une utilisation urbaine étant d’incessantes variations de vitesse, le constructeur a donc choisi une solution permettant une récupération maximale de l’énergie cinétique. Cette fonction est assurée dans les voitures hybrides par un équipement électrique. Cependant, le niveau de récupération demandé impose une chaîne électrique de grande puissance (générateur, onduleur et batterie) qui dépasse de loin le seuil économique de ce projet.

Le constructeur vient de présenter à sa journée « Innovation by PSA » son prototype Hybrid Air. Une base de Citroën C3 est équipée du moteur 3 cylindres 1.2, d’une transmission spécifique et d’un circuit hydraulique. La récupération d’énergie cinétique est effectuée par le circuit hydraulique connecté à la transmission. Il a l’avantage de pouvoir transformer de l’énergie mécanique en hydraulique en transitant de très fortes puissances sous une pression moyenne de 250 bars. Cette énergie est ensuite stockée dans un réservoir en comprimant un volume d’azote par l’intermédiaire d’un piston. Le stockage est donc pneumatique, d’où l’appellation Hybrid Air. Un confinement du réservoir placé dans le tunnel central et une soupape de surpression à haut débit assureraient la sécurité. Le circuit est alimenté en huile par un réservoir basse pression logé en lieu et place de la roue de secours. En contrepartie d’une puissance élevée, la capacité de stockage est très faible : 150 kJ, soit 42 Wh. Karim Mokadden, chef du projet, précise : « l’hybridation est efficace car les cycles charge/décharge sont permanents et bien plus rapide qu’avec un système électrique. Le système remplit le réservoir en 10 secondes ». En utilisation urbaine, le moteur essence peut être coupé pendant 60 à 80 % du temps selon la densité du trafic.

PSA Peugeot Citroën ne souhaite rien divulguer pour l’instant sur la transmission principale. Les seules informations divulguées sont qu’elle est automatique et continue avec un train épicycloïdal et totalement spécifique à ce projet, donc pas transposable à d’autres véhicules plus conventionnels. Il est très probable que ce soit une transmission hydrostatique en division de puissance, une technologie que se combinerait à la perfection à cette application, le circuit hydraulique étant présent. Un moteur-pompe entraîné par le moteur thermique pourrait ainsi débiter de façon contrôlée vers un second moteur-pompe entraînant les roues et/ou vers le réservoir. Ce second moteur-pompe aurait également le rôle de récupération d’énergie cinétique. La chaîne hybride pèse environ 100 kg. Ce type de fonctionnement est détaillé dans notre brève tech « Hydrid, l’alternative à l’hybride électrique ? » datée de janvier 2010.

Plus classique, 3 modes d’utilisation sont développés : la traction en hybride série, la traction combiné avec récupération ou apport d’énergie pour utiliser le moteur dans sa zone de meilleur rendement et le déplacement zéro émission sur quelques centaines de mètres, de quoi sortir d’un garage par exemple et même propulser la voiture jusqu’à 70 km/h.

Plus de 80 brevets ont été déposé sur cette technologie. Elle est développée par une équipe de 200 personnes réunies dans un lieu unique fortement protégé. Selon PSA, l’équipe pouvait ainsi « sortir des modes habituels de fonctionnement et des modèles mentaux associés (règles, habitudes, reproduction des acquis, rigidité des cadres managériaux) ». 4 prototypes roulants ont déjà parcouru 20'000 km. La partie hydraulique est développée en collaboration avec Bosch, sa filiale Bosch Rexroth utilisant en partie cette technologie à large échelle dans le monde entier pour des engins agricoles et de travaux publics. Les réservoirs sont mis au point par Faurecia, autre partenaire stratégique.

Selon Karim Mokadden : « Ramené au gramme de CO2 économisé, le coût du système est deux fois moins élevé que celui d’un hybride électrique. Nous n’utilisons par exemple aucun métal précieux. » Par ailleurs, le circuit hydraulique devrait être robuste en utilisant des composants éprouvés et facile à entretenir, un argument qui ouvre son emploi dans les pays émergents.


Il reste encore de nombreux développement à effectuer, notamment sur la gestion du régime du moteur. Ce type de transmission est aussi généralement bruyant, un inconvénient acceptable dans des applications actuelles de bus mais qui devra être maîtrisé pour l’automobile. Le niveau de récupération d’énergie cinétique serait si élevé que les freins seraient très peu utilisés. Une bonne gestion de la récupération selon la décélération souhaitée par le conducteur est nécessaire, de même qu’un système de freinage découplé.

Le constructeur annonce une consommation NEDC de 2,9 l/100 km, soit 69 g de CO2 / km sur un véhicule de type Citroën C3 ou Peugeot 208 qui serait à 104 g CO2 / km sans l’hybridation. Un tel véhicule devrait être vendu au client final entre 15'000 et 20'000 euros ttc. Même si c’est une technologie de rupture, l’Hybrid Air pourrait être commercialisée assez rapidement, soit à partir de 2016. Il est destiné aux véhicules particuliers, de segments B (moteur thermique 82 ch) et C (moteur thermique 110 ch), ainsi qu’aux utilitaires légers.




  Yvonnick Gazeau

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