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La Porsche hybride n°1 lors des 24 Heures du Mans, en 2017.
© DR

Moteur

Les systèmes hybrides, de la course à la route

Chez Porsche, l’avenir est aux propulsions essence-électrique, dopées par l’expérience acquise en courses d’endurance comme les 24 Heures du Mans. Un transfert de technologies qui est aussi un gain de temps et d’argent

Un moteur hybride, c’est fragile. En tout cas poussé à ses extrémités comme lors des 24 Heures du Mans, dont la 85e édition s’est déroulée les 17 et 18 juin dernier. Dans la catégorie reine LMP1, celle des Toyota et Porsche essence-électrique, la course a tourné à l’hécatombe. Et si l’un des deux prototypes de l’écurie allemande a en fin de compte franchi l’épreuve en tête, c’est après avoir passé une heure dans son stand à réparer ce fichu système à double propulsion, suite à une perte de motricité sur le train avant.

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«Nous n’avons jamais connu un temps comme celui-ci, s’inquiétait pendant la course Neel Jani, le pilote biennois vainqueur de l’édition 2016 sur la Porsche 919 Hybrid. Il fait 30 degrés sur le circuit, 40 dans l’habitacle, pas de pluie pour refroidir l’atmosphère. La technologie hybride est sensible à la température, notamment la batterie. Nous sommes un peu inquiets. Mais ce sont les mêmes conditions pour tout le monde.»

Bien vu: deux des trois Toyota ont flanché, la troisième du Vaudois Sébastien Buemi n’a fini que 8e: elle avait été longuement immobilisée dans la soirée, en raison d’un problème sur le mécanisme de récupération d’énergie sur les freins. La 919 Hybrid de Neel Jani s’est immobilisée dimanche, alors qu’elle menait la course avec insolence.

Petit mais profitable

C’est ainsi que Porsche a remporté sa 19e course des 24 Heures du Mans, l’épreuve la plus célèbre des sports motorisés: par les poils, ou plutôt par les durites. L’exploit reste de taille. Il est la conséquence d’un travail acharné, d’une organisation et d’une maîtrise mécanique à l’allemande. Et d’un choix technologique pris en 2011, lorsque le constructeur de Stuttgart a décidé de revenir en course d’endurance avec des voitures d’un nouveau type. En 2014, lors du retour de Porsche au Mans, les 919 abandonnent. Mais elles gagnent les éditions 2015, 2016 et 2017.

L’argument selon lequel le banc d’essai de la course sert plus tard aux modèles de route tient souvent du marketing. Mais chez Porsche, le transfert de technologie est érigé en système. En retard sur Toyota, Porsche avait besoin de progresser rapidement dans les doubles propulsions essence-électrique. En Europe ou aux Etats-Unis, les normes de pollution et de consommation commençaient à être plus drastiques.

Même s’il est le plus profitable du monde, et intégré au groupe VV, Porsche reste un petit constructeur, vulnérable aux réglementations environnementales. Ses modèles puissants sont peu avares en C0₂. Au début de la décennie, la marque a décidé de se lancer dans l’hybridation de ses moteurs, d’abord avec une 911 GT3 de compétition, la supercar 918 Spyder, puis la 919 engagée dans le championnat mondial d’endurance, une version de la Cayenne, une autre de la Panamera. Le credo était en phase avec l’esprit Porsche: «Plus de puissance, plus de plaisir, moins de consommation.»

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911 tout électrique

Au début, pas de plaisir. Pour une marque habituée aux moteurs six cylindres à plat, la mise au point de la technologie s’est avérée difficile. Décision a été prise de regrouper dans le même campus de recherche, à Weissach, les unités course et voitures de tourisme. Pour que les ingénieurs de chaque bord puissent mieux communiquer, surtout pour accélérer le développement de la motorisation hybride.

Le rythme de la recherche technique est plus soutenu dans le monde de la compétition que celui de la voiture particulière, dont la conception est plus réglementée, laborieuse, alourdie par les enjeux de coûts de fabrication. En tirant parti de l’acquisition rapide de savoir grâce à la 919, Porsche voulait en faire bénéficier plus rapidement ses futurs modèles de route. Avec en ligne de mire la future Mission E, une 911 tout électrique qui doit être commercialisée en 2020. Gain de temps, gain d’argent: c’était bien le calcul économique de Porsche lorsqu’il s’est lancé en courses d’endurance, dont le budget annuel est moins coûteux qu’en F1.

Notre but: maintenir les batteries et leurs unités de commandes au niveau thermique le plus stable possible, afin que la puissance soit homogène sur de longues distances, mais aussi pendant de courts sprints

 Michael Steiner, responsable R&D Porsche

La conception de la Mission E profite actuellement du banc d’essai de la 919, de ses appareillages, procédures de tests, électronique et logiciels, moyens de récupération d’énergie au freinage et à l’échappement. Plus encore, la 919 a permis d’accomplir de gros progrès dans la maîtrise du haut voltage et de la thermodynamique d’un système électrique en condition de course. Dans une 919 Hybrid, une batterie lithium-ion se recharge et se décharge deux fois plus souvent que sur un modèle hybride de tourisme. Il a fallu gérer une tension de 800 volts et un système ad hoc de refroidissement de la batterie, deux caractéristiques que l’on retrouvera sur la Mission E.

Retour aux origines

«Les défis thermodynamiques pour les voitures de course et leurs composants électriques sont très grands sur la piste, notait au Mans Michael Steiner, l’un des responsables de la recherche et du développement chez Porsche. C’est précisément notre but pour nos futurs modèles électriques et hybrides: maintenir les batteries et leurs unités de commandes au niveau thermique le plus stable possible. De sorte que la puissance soit homogène sur de longues distances, mais aussi pendant de courts sprints.»

Depuis les dernières 24 Heures du Mans, gagnées de justesse, Porsche a décidé de se retirer du championnat FIA d’endurance. Le constructeur se prépare maintenant à entrer en Formule E, l’équivalent électrique de la F1, dès la saison 2019-2020. La preuve, surtout avec l’actuel scandale du diesel, qu’une telle marque voit son avenir sous tension, avec des pleins d’électrons plutôt que d’hydrocarbures. Ou alors les deux, bouclant une histoire commencée en 1900, lorsque le jeune ingénieur Ferdinand Porsche avait conçu la première voiture hybride, la «Semper Vivus». 

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