La voiture électrique passe à la vitesse supérieure

Grâce aux nouvelles technologies, elle reprend ses droits sur la haute performance

Pour les fervents de voitures qui attendent avec impatience les derniers résultats de la presse automobile sur la performance des voitures électriques, le chiffre de 2,27 a été une révélation. C’est le nombre de secondes qu’il a fallu compter pour l’accélération la plus rapide de zéro à près de 1001) km/h (60 mi/h) jamais chronométrée par le magazine Motor Trend. Cette suraccélération météorique enregistrée l’an dernier, ce n’est pas à un rugissant superbolide italien de plusieurs millions de dollars qu’on la doit. Il s’agit plutôt de l’exploit d’une berline familiale construite en Californie. Soit dit en passant, il n’y a eu aucune émission de dioxyde de carbone pendant l’essai de cette voiture entièrement électrique : le modèle S P100D de Tesla.

Cette prouesse vient simplement reconfirmer qu’il ne faut plus penser que la voiture électrique est uniquement un moyen de transport absolument logique et écologique. Aujourd’hui, le véhicule électrique (VE) peut rivaliser avec les voitures à combustion les plus performantes.

Il va de soi que tous ceux qui ont été attentifs à cet exploit le savaient déjà.

Il faut dire que le circuit de Formule E — le cousin électrisant des courses automobiles grand prix de Formule 1 —, qui entre déjà dans sa quatrième saison, est aujourd'hui commandité par ABB, le meneur mondial de la technologie de recharge des VE et des systèmes de régulation de l’énergie électrique. Dans le cadre de cette série de courses, appelée « Championnat de Formule E ABB de la FIA », la quatrième course de la saison 20172018 se déroulera le 3 février 2018 à Santiago au Chili.

Comme vous l’apprendront les histoires de l’automobile, les voitures électriques ont toujours été en mesure de rivaliser avec les autres voitures sur les pistes. La première voiture de l’histoire à franchir le seuil des 161 km/h (100 mi/h) a été une Baker Torpedo à moteur électrique, qui a réussi cet exploit dans un essai qui remonte à 1902, en devançant un cortège de voitures rivales à combustion interne.

Malgré ce premier succès, pour une grande partie XXe siècle, la technologie et l’économie ont plutôt donné raison aux moteurs à essence et aux moteurs diésel. Chercheurs et investisseurs ont donc négligé les véhicules électriques. Mais à une époque plus récente, grâce aux perfectionnements apportés aux batteries et aux systèmes de recharge, les VE ont accompli des exploits qui prouvent qu’elles sont supérieures en bien des points.

Aujourd’hui, les avantages de l’électrification dans la conduite automobile de haute performance sont bien connus des constructeurs de véhicules en série et des concurrents aux plus hauts niveaux du sport automobile international.

Les supervoitures les plus puissantes du monde sont désormais capables des plus grandes prouesses grâce à des systèmes de propulsion électrique perfectionnés qui surpassent la puissance des moteurs à combustion. À Frankfort, Paris, Detroit ou Tokyo, les salons automobiles mettent régulièrement en vitrine des modèles de VE révolutionnaires, qui préfigurant un avenir dans lequel le rugissement des moteurs V12 pourrait céder la place au majestueux ronronnement de la propulsion électrique.

Déjà, les amateurs de courses de Formule E font souvent observer qu’à leur plus grande surprise, lorsqu’ils assistent à une compétition, les spectateurs peuvent désormais entendre le crissement des pneus à l’accélération et le vrombissement des transmissions. Or, le seul rugissement qu’ils entendent est celui de la foule qui acclame ses pilotes favoris.

La Formule E est sanctionnée par la Fédération Internationale de l’Automobile, l’organisme de régie de la plus grande série de courses automobiles dans le monde. Les compétitions se déroulent sur des parcours temporaires aménagés dans les rues des villes, pour se rapprocher des spectateurs. Les courses à venir dans la saison déjà amorcée, qui s’étend jusqu’en juillet, auront lieu à Mexico, Rome, Berlin, Zurich et New York.

La course du Championnat de Formule E ABB de la FIA le 13 janvier 2018 à Marrakech

Les voitures de Formule E ressemblent beaucoup aux bolides de la Formule 1. Mais jusqu’à maintenant, en raison des limites techniques de la technologie des batteries et de leur recharge à l’époque où cette série a été lancée en 2014, le règlement limitait la capacité de stockage des batteries embarquées à 28 kilowattheures (28 kWh), et on ne pouvait pas les recharger pendant les courses. Autrement dit, puisqu’une voiture et une même batterie ne pouvaient pas finir une course, il fallait essentiellement que deux pilotes et deux voitures d’une même écurie se relayent pour terminer une compétition qui pouvait durer une cinquantaine de minutes. En outre, le règlement limitait les vitesses maximales à 225,308 km/h (140 mi/h).

Toutefois, lorsque la nouvelle saison sera lancée en octobre 2018, la capacité des batteries embarquées sera rehaussée à 54 kWh. Chaque voiture pourra ainsi terminer la course.

Or, pour recharger les voitures pendant les ravitaillements en Formule E, il faudra attendre encore d’autres perfectionnements du sport et de la technologie. Jusqu’à maintenant, par exemple, il faut compter environ 12 minutes pour les chargeurs de batteries les plus rapides des voitures électriques — comme ceux grâce auxquels ABB est aujourd'hui un meneur mondial de la technologie.

Toujours est-il que le Championnat de Formule E ABB de la FIA est déjà un modèle pour d’autres sports automobiles prêts à participer à la révolution électrique. En 2019, le grand circuit de compétition de motocyclettes MotoGP (le Grand Prix moto) viendra s’enrichir d’une série de compétitions auxiliaires entièrement électriques, la Coupe du Monde Moto-e.

Les avantages inhérents

La possibilité de transposer cette technologie et ces connaissances dans les produits grand public revêt autant d’importance pour les entreprises qui participent aux courses électriques – dans lesquelles la gestion des batteries, la recharge rapide et la performance sont essentielles à la victoire. Voilà pourquoi bien des grands constructeurs d’envergure mondiale participent avec ABB à la recherche et au développement de la technologie des VE.

Si les moteurs électriques sont si attrayants pour les voitures particulières de haute performance, ce n’est pas seulement parce qu’on souhaite profiter de solutions de rechange environnementalement durables — ni profiter de l’attrait commercial de la série de courses automobiles. Il faut plutôt en chercher les raisons dans les notions de base de la physique et dans les grands principes de la mécanique.

La caractéristique essentielle des moteurs électriques est ce qu’il y a de plus fondamental. Ces moteurs produisent un couple de sortie — la force de rotation transmise aux roues pour propulser un véhicule — immédiatement, dès que l’axe du moteur se met à tourner.

Postes de recharge de VE d’ABB à Davos, en Suisse
Postes de recharge de VE d’ABB à Davos, en Suisse

Un moteur à essence ou diésel doit faire tourner son arbre moteur à raison d’au moins 1 000 tours/minute (et généralement beaucoup plus vite) pour développer une puissance de pointe; or, même dans les voitures les plus rapides et avec les meilleurs pilotes, ce processus n’est pas instantané, en raison du temps qu’il faut compter pour accélérer et mettre en branle les nombreux composants du moteur.

Par comparaison, le couple de sortie complet instantané d’un moteur électrique, dont les pièces mobiles sont beaucoup moins nombreuses, permet d’atteindre des pointes de vitesse record.

En outre, grâce au large éventail de vitesses de fonctionnement des moteurs électriques — il n’y a pas de limite imposée par la course des pistons ni par l’ouverture et la fermeture des valves —, généralement, les versions grand public des véhicules peuvent rouler sans qu’il soit nécessaire de changer de vitesse. Parce que le couple transmis aux roues est constant, sans jamais s’arrêter pour changer de rapport de vitesse, l’accélération des VE est fluide.

La flexibilité de la conception des modèles de VE apporte elle aussi d’autres avantages pour la performance de ces véhicules. Le bloc-batterie — les éléments, le câblage, les systèmes de gestion de la température et le caisson de protection — est lourd. Or, on peut le construire et en faire une unité plate et mince, logée au point le plus bas de la voiture, souvent sous le plancher de l’habitacle des passagers, ce qui abaisse le centre de gravité du véhicule et en améliore le maniement et la stabilité.

Grâce à la technologie aérospatiale, à des matériaux de pointe et à l’éblouissante performance de la gestion de l’énergie, les VE se défont de leur image terne et sans prestige. En venant crédibiliser le concept des VE de haute performance, la Formule E permet au public de découvrir un sport automobile aussi captivant pour les spectateurs que prometteur pour l’environnement.

1) Soit exactement 96,5606 km/h.

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