Deux chemins
Volkswagen et Tesla coupent les watts. Ils ne le font pas pour la même raison. Le Mission Efficiency est une démonstration technique. Jusqu’où peut aller l’autonomie d’une ID. Polo sans une plus grosse batterie? Le Tesla Cybercab, taxi autonome deux places en service à Austin, au Texas, cherche le plus bas coût d’opération possible. Pour y arriver, l’efficacité d’abord. Ça se joue dans l’air, la masse et les watts.
Au-delà d’environ 80 km/h, la plus grosse part du bilan d’énergie d’un véhicule sur la route, c’est la résistance à l’air. Souvent plus de 45 %. Davantage, plus on va vite. Imaginez un diagramme en pointes de tarte. Pneus et inertie ont leur part. L’air mange la plus large. Volkswagen affiche un coefficient de traînée, le Cx, de 0,158, et une aire frontale de 2,08 m². Le Cx dit à quel point la forme accroche l’air. Un Cx de zéro, c’est une aiguille. Un Cx de 1,00, c’est une grange. À 0,158, le Mission Efficiency est très aérodynamique!
Volkswagen, l’autonomie en démonstration
Volkswagen encadre le projet comme une vitrine, pas un exotisme : « De la technologie pour la masse, pas seulement pour quelques privilégiés », résume Thomas Schäfer, chef de la marque Volkswagen.
Trois volets de refroidissement, à l’avant, s’ouvrent par paliers. Ils ne laissent passer que l’air nécessaire. Les passages de roues avant sont serrés. Le soubassement est caréné. Les roues arrière, largement carénées, allongent la goutte d’eau.
Les jantes pèsent lourd dans l’équation. Volkswagen estime que les roues font 25 à 30 % de la résistance à l’air. Des déflecteurs à l’intérieur des jantes et des enjoliveurs plats empêchent l’air de s’engouffrer. L’essieu arrière, une poutre de torsion, a été rétréci de 170 mm par rapport à l’ID. Polo. La voie se resserre. L’air s’écoule mieux sous la caisse.
Autre choix qui aurait pu tenter Volkswagen : les rétroviseurs caméra. Ils restent pourtant classiques ici; en soufflerie, le gain aurait été presque nul, pour un surcoût trop élevé en production.
Les freins aussi mangent des watts. À l’avant, Volkswagen garde les freins hydrauliques de la Polo. À l’arrière, à l’instar du Tesla Cybercab, un petit moteur électrique serre les plaquettes. Quand on n’en a pas besoin, ça ne frotte presque plus. Plus de conduites ni de liquide de ce côté-là. Ça donne quoi? Au lever de pied, les plaquettes ne traînent plus sur le disque. L’auto file plus loin avec la même énergie. Au freinage, le moteur récupère davantage, parce qu’il n’a pas à combattre un frottement parasite.
Sous le plancher, le Mission Efficiency garde une configuration traction avant, sur la plateforme électrique de l’ID. Polo. Le moteur synchrone à aimants permanents APP290 pèse 75 kg. Il livre 99 kW et 264 Nm. Une pompe à chaleur réduit la facture de chauffage par temps froid.
Volkswagen assemble les cellules directement compartiment batterie pour y créer le pack, sans modules intermédiaires. 54,9 kWh nets. Le coffre rigidifie aussi la caisse. Portes, capot, hayon et ailes sont aussi en composite, pour retrancher encore un peu de masse.
Au-delà de 80 km/h, Volkswagen affirme que la consommation chute de plus de 30 % face à l’ID. Polo. À 140 km/h, le Mission Efficiency tirerait à peu près autant qu’une Polo à 100 km/h. C’est l’aéro qui fait la différence, pas une batterie plus grosse.
Même les accessoires ont un budget. Un toit solaire de 370 W alimente le réseau de bord 12 V. Il ne recharge pas la batterie de traction. Quelques kilomètres par jour, l’été : de quoi flatter l’ego plus que l’autonomie.
Tesla, le kilomètre le moins cher
Le Cybercab est une vitrine sur l’autonomie. Mais des choix d’ingénierie inusités lui permettent de faire des kilomètres pas chers. L’efficacité n’est pas le but affiché. C’est le moyen. Deux places, face étroite, silhouette en goutte d’eau, enjoliveurs pleins. Tesla affiche un Cx sous 0,20. Ce n’est pas un 0,158 mesuré comme chez Volkswagen, mais c’est tout de même excellent : Tesla a lui aussi priorisé l’aéro. Moins d’air à écarter, moins de watts, moins de dollars.
La masse suit. Les documents déposés à l’EPA donnent 1 412 kg à vide. Un ingénieur Volkswagen situe le Mission Efficiency autour de 1,6 tonne. Environ 190 kg d’écart. Le Cybercab emporte aussi moins de batterie: environ 48 kWh, contre 54,9 kWh nets côté Volkswagen.
L’EPA cote le Cybercab à 165 Wh/mi, soit environ 10,3 kWh/100 km. C’est un cycle américain. Le 8,4 kWh/100 km du concept allemand est un WLTP européen, plus accommodant : le WLTP affiche généralement 10 à 15 % de mieux que l’EPA pour un même véhicule, un écart qui vient de la méthode de test, pas du produit. On ne compare pas des pommes avec des oranges.
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Pour faire des kilomètres pas chers, Tesla a encore taillé. Un seul moteur à l’avant, 163 kW, sans terres rares selon Tesla, environ 18 % plus petit et 25 % plus léger qu’un moteur conventionnel. Freinage électromécanique à sec aux quatre roues : un actionneur par étrier, plus de liquide, plus de durites, plus de maître-cylindre. La carrosserie sort de panneaux de plastique moulés par injection-réaction, teints dans la masse, assemblés en modules parallèles (avant, arrière, plancher-batterie) mariés à la toute fin de la chaîne, pas de tôle d’acier embouti. Cette efficacité ne s’arrête pas à la route : moins de pièces à assembler et moins de temps de chaîne, c’est aussi moins cher à construire, ce qui se répercute directement sur le coût par kilomètre.
Volkswagen montre l’autonomie comme un exercice d’ingénierie. Tesla taille le coût au kilomètre. L’aéro, c’est le nerf de la guerre : ce n’est pas le chimiste qui gagne la course aux kWh, c’est l’ingénieur qui redessine une jante.
