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N°981 - Novembre 2019 Futur 3e génération de camion laboratoire Renault Trucks L'Optifuel Lab 3 en phase de roulage Dans la lignée des projets Optifuel Lab 1 et Optifuel Lab 2, Renault Trucks a développé un nouvel ensemble tracteur+remorque expérimental. Issu du projet Falcon, ce laboratoire sur roues qui vise 13 % de réduction de consommation entame sa phase d'expérimentation sur circuit fermé. Nous avons pu le découvrir avec le responsable du projet, Georges d'Aviau de Ternay. «Que peut-on tester qui ne l'a pas encore été chez Renault Trucks, ou plus largement dans le groupe Volvo ? Des technologies pour répondre aux évolutions réglementaires, par exemple ! Pour les camions, l'Europe impose de nouvelles normes en termes d'émissions de CO2 et va autoriser un véhicule à cabine allongée à partir de septembre 2020 ». Georges d'Aviau de Ternay, responsable du camion expérimental de Renault Trucks (l'Optifuel Lab 3), est enthousiaste : son bébé vient d'apprendre à marcher... Quand nous l'avions rencontré sur l'IAA 2018, au lancement du projet, le proto n'en était qu'au stade du fœtus, c'est-à-dire sous forme informatique, donc virtuelle. Aujourd'hui, les éléments mis en commun par les 13 partenaires du projet ont été intégrés et ce camion démonstrateur (basé sur un T 480) s'est développé au point de rouler, en se limitant toutefois au circuit fermé de la Valbonne tant que les validations pour rouler sur route ouverte ne sont pas terminées. Il est prévu que ses technologies innovantes soient éprouvées en conditions réelles de circulation dès 2020. Des avancées pour les futurs camions de série Et ce ne sont pas de simples projections sur l'avenir : elles devraient compter pour beaucoup dans les futurs camions de série du groupe Volvo, même si une technologie n'est pas forcément adaptée exactement de la même façon dans un camion Renault ou Volvo. Dans l'optique d'une industrialisation à moyen terme, la consigne est claire : le client devra y trouver un retour sur investissement de deux ans maximum en conditions normales d'exploitation. Objectif : évaluer ce qui s'avère le plus pertinent. « La base des données récoltées suite aux essais permet de comparer les différents dispositifs testés ». Dans la lignée de l'Optifuel Lab 1 (en 2009) et de l'Optifuel Lab 2 (en 2013), ce nouveau laboratoire roulant de Renault Trucks pour la grande distance s'appelle Optifuel Lab 3 et est le fruit du projet collaboratif Falcon (un raccourci de Flexible and aerodynamic truck for low consumption). La réduction de consommation visée est cette fois de 13 % (en prenant en compte la remorque en position aérodynamique) par rapport à un attelage standard tracté par un Renault Trucks T. Aérodynamique jusqu'au bout de la remorque Comment Renault Trucks compte-t-il obtenir ce gain ? Dans les grandes lignes, grâce à l'optimisation de l'aérodynamique de l'ensemble tracteur et semi-remorque (une Fruehauf bâchée), à des pneumatiques à faible résistance au roulement et connectés (Michelin), à des fonctionnalités prédictives d'aide à la conduite économe et de gestion d'énergie... Et n'oublions pas le travail sur la chaîne cinématique. « Par rapport au projet précédent, l'Urban Lab 2, qui était un véhicule de distribution avec semi frigo Lamberet, la face avant a été avancée (bien qu'elle n'aille pas aussi loin que la réglementation le permettra), le pare-brise est légèrement incliné et des caméras sont positionnées sur les portières (et non plus sur le toit), explique Georges d'Aviau. Les portes vont plus bas et les bavettes ont été élargies. Des pièces ont été ajoutées pour fermer davantage les arches de roues ». A l'optimisation de l'aérodynamique s'ajoutent notamment des pneumatiques aux flancs blancs Michelin à faible résistance au roulement et connectés : ils sont dotés capteurs TMS collés au pneu, et non pas fixés en creux de jante comme les TPMS, ce qui ce qui permet de mieux connaitre la thermique du pneu. Citons aussi une gestion optimale de l'énergie et des fonctionnalités prédictives d'aide à l'écoconduite prenant en compte les données météo (grâce à la start-up Wezzoo) et trafic (avec Benomad). L'Ifsttar de son côté a optimisé une nouvelle interface chauffeur simple et ergonomique. Un nouveau dispositif de récupération d'énergie Rankine a été étudié par Faurecia, Enogia et l'Ifpen (ex-institut français du pétrole), avec des fluides non inflammables, ainsi qu'une turbine plus performante. Total de son côté optimise les lubrifiants (pont, boîte et moteur) en abaissant encore davantage leur viscosité (et donc leur frottement). Styl'Monde a planché sur les carénages, Polyrim sur les matériaux souples et l'École centrale de Lyon sur l'aérodynamisme de la cabine. Participe également à la réduction de consommation l'amélioration du dispositif Optivision qu'on connaît sur le T : il gère désormais la vitesse du véhicule de manière prédictive non seulement en prenant en compte la topographie, mais aussi les donnés de navigation, les limitations de vitesse à venir et surtout la circulation. Une fois le bouton « Lab 3 » enclenché, à minimum 50 km/h, la conduite est optimisée pour réduire la consommation carburant (d'où les symbole des trois « feuilles vertes » sur l'écran). Le compteur apparaît en vert et un petit trait bouge pour indiquer 400 m en avance la vitesse que va adopter automatiquement le camion (en fonction notamment de la vitesse réglementaire, sur laquelle il anticipe). A gauche du compteur, on peut aussi visualiser les véhicules qu'on a loin devant nous, avec une indication de la distance qui nous en sépare. « On ne peut pas réellement parler de conduite autonome dans le sens où le conducteur garde et contrôle le volant », souligne Georges d'Aviau. Une gestion très fine de l'énergie A noter que les dispositifs gourmands en énergie ne se déclenchent qu'en cas de besoin : ventilateur de refroidissement, pompe à eau, thermostat... L'alternateur également s'éteint quand il n'est plus nécessaire de charger les batteries (3 Lithium-Ion pour la vie à bord, permettant notamment d'abaisser le poids du camion, et une batterie Supercapacité offrant une meilleure performance pour le démarrage). Une chose est sûre : c'est avec des véhicules expérimentaux comme l'Optifuel Lab 3 que de grands pas Des rétroviseurs-cameras différents de ceux de l'Actros Comme sur le nouveau Mercedes Actros, les rétroviseurs sont remplacés par des caméras,  mais celles-ci sont positionnées plus bas, pour un meilleur aérodynamisme de la cabine. L'avenir appartient aux camions sans rétroviseurs ! Alors que le tout nouvel Actros de Mercedes arbore des Mirror-Cams à la place des rétroviseurs, l'Optifuel Lab 3 de Renault Trucks a opté pour un principe similaire. À quelques différence près... Les écrans (fournis par Stoneridge) sont placés un peu plus haut sur les montants latéraux intérieurs), et que les caméras elles-mêmes sont disposées plus bas, sur les portes pour permettre au conducteur de les voir. De classe 5 et 6 pour l'avant et le côté, et 2 et 4 pour l'arrière, elles couvrent l'environnement du camion quasi sans aucun angle mort. Les écrans principaux rassemblent deux angles de vue, avec une image certes un peu déformée, mais sans reflet et avec une luminosité très étudiée. Les camions « démonstrateurs » du groupe Volvo L'Optifuel Lab 3 n'est pas l'unique « démonstrateur » étudié par le groupe Volvo. D'autres véhicules laboratoires testent des technologies différentes, et les résultats recueillis alimentent une base de données globale. «Cette 3e génération d'Optifuel Lab est une proposition parmi d'autres, explique le responsable du projet, qui porte la casquette du groupe. Il faut le voir comme un contributeur à l'avancée technologique. Par exemple, pendant qu'on évalue les caméras qu'on voit aujourd'hui sur notre véhicule, d'autres sont testées sur d'autres démonstrateurs ». Parmi les autres projets du groupe, il cite le Super Truck (Volvo Trucks North America), qui roule aux USA, ou le Volvo Concept Truck, qui fait l'objet d'une expérimentation en Suède. Ce qu'ont apporté l'Optifuel Lab 1 et 2 En 2007, à l'orée de la crise, la course à la puissance a laissé place à l'économie d'énergie. Les premiers véhicules laboratoires de Renault Trucks étaient là pour étudier les meilleurs moyens d'y arriver... Partant du principe que le moteur thermique diesel serait pour de longues années encore le modèle dominant sur le marché pour le transport longue distance, Renault Trucks a fait assez tôt le pari de réduire la consommation de ses camions. D'où le lancement de véhicules laboratoires. Avec l'Optifuel Lab 1, le constructeur a revu l'aérodynamisme de l'ensemble routier (bouclier allongé de 30 cm, pavillon profilé et rehaussé à 4,16 m...), optimisé la chaine cinématique et les pneumatiques (des Michelin Energy SaverGreen) et proposé pour la première fois des aides à la conduite spécifiques. Cela a payé car il a obtenu en 2009 un gain moyen de 4,5 l/100km (soit -13% !) par rapport à son équivalent de l'époque (un Premium Route DXi11 450 ch) sur quelque 5 000 km parcourus en conditions réelles. A sa sortie commerciale en 2013, le Renault Trucks T embarquait d'ailleurs à son bord environ la moitié des technologies présentes sur ce premier Optifuel Lab. Malgré tout, il s'agissait bien d'un proto dans le sens où tout n'était pas réglementaire, par exemple les déflecteurs (de 70 cm de long) au-delà de la remorque ou (déjà !) les rétroviseurs remplacés par un système de rétrovision par caméras signé Mekra. Avec l'Optifuel Lab 2, expérimenté sur route en 2015, le gain obtenu est passé à 7,2 l au cent (soit -22 % de consommation !) par rapport à un Renault Trucks T standard, cette fois sur 20 000 km parcourus. Une vingtaine de technologies répondaient aux mêmes préoccupations que l'Optifuel Lab 1 : aérodynamisme, résistance au roulement, aides à la conduite et gestion de l'énergie. Gros travail sur l'alimentation des auxiliaires Sur ce dernier point, les ingénieurs ont cherché à prélever le moins possible d'énergie sur le moteur thermique en électrifiant plusieurs auxiliaires du véhicule comme la climatisation, la pompe à eau, la pompe à carburant et la pompe de direction. Pour les alimenter en électricité, des panneaux solaires ont été ajoutés, ainsi qu'un système de récupération d'énergie thermique des gaz d'échappement fondé sur le cycle de Rankine. Le processus de validation Pour tous les camions-laboratoires, le processus de validation des avancées est le même : d'abord une phase de simulations sous forme informatique et purement virtuelles ; ensuite l'assemblage du camion et des tests sur banc d'essai, et enfin (ou en parallèle) des tests sur route fermée, puis ouverte, sur des parcours offrant une grande variété topographique. Georges d'Aviau de Ternay, ingénieur dans l'âme Georges d'Aviau de Ternay était destiné à diriger le projet Falcon (Flexible and aerodynamic truck for low consumption). Ingénieur motoriste et énergéticien de formation, il a fait une bonne partie de sa carrière dans le groupe Volvo, avec la mise au point d'un moteur gaz pour bus, avant de devenir chef de projet combustion pour un moteur diesel Euro 6, et ensuite responsable des exigences pour les chaînes cinématiques, jusqu'au lancement de Falcon en 2016. Qui finance le projet ? Lauréat d'un appel à projet lancé par la BPI (Banque publique d'investissement), le projet Falcon est aussi financé par l'Europe (Feder) et par les régions dans lesquelles les différents partenaires sont basés : Auvergne-Rhône-Alpes, Paca et Bourgogne-Franche Comté, en plus de la Communauté de l'Auxerrois et de la métropole d'Aix-Marseille-Provence. Une semi bâchée Fruehauf Le partenaire pour le prototype de la semi-remorque est Fruehauf, qui en a profité pour concevoir une semi à géométrie variable. «La géométrie de la remorque va s'adapter automatiquement à la configuration du chargement » explique Karl Robert, responsable produits chez Fruehauf, à propos de la semi à géométrie variable attelée au tracteur de l'Optifuel Lab 3. Elle adopte ainsi le profil aérodynamique le plus adéquat en fonction de l'espace vide : « Pour un chargement de bouteilles d'eau, par exemple, plus lourd que volumineux, on adopte la configuration basse ». C'est ainsi que depuis sa position la plus haute possible, le toit s'abaisserra (jusqu'à - 300 mm à l'avant, et jusqu'à - 400 mm à l'arrière par rapport à la face avant) pour donner le moins de résistance possible à l'air, tout en gardant à l'avant son alignement avec le tracteur. Parallèlement, la face arrière offrira aussi une moindre résistance par réduction de l'effet de dépression. Des vérins pour adapter la hauteur Pour passer d'une forme à l'autre, des vérins ont été intégrés dans les quatre angles de la semi, ainsi que dans les 3 poteaux latéraux (pour chaque côté) qui s'adapteront à la hauteur. Pour une parfaite protection du chargement, les porte arrière sont télescopiques à deux vantaux, divisés en deux dans le sens de la hauteur, la partie supérieure recouvrant la partie basse, pour permettre au toit de s'adapter à la bonne hauteur. A l'avant, le même principe est appliqué, mais sous la forme d'un déflecteur télescopique qui coulisse vers le bas. Tout cela sera manipulable en toute sécurité par le conducteur et pour le chargement, via une télécommande, voire via une appli sur smartphone en fonction des futures orientations de développement. Pas le moindre pli « Après les premiers essais sur piste cet été, on a noté un léger problème avec la forme du rideau, susceptible de perturber l'aérodynamisme, explique Karl Robert. Car la complexité, c'est qu'elle doit pouvoir s'adapter à la fois à la forme parallélogramme rectangle en position haute, et en aile d'avion en position basse ». Il a fait rectifier le tir pour que la bâche reste « propre » dans les deux formes. Texte : Marie Fréor · Photos : Fréor et Glatigny