IAA 2009 : Volkswagen L1 Concept

Salon international de l’automobile, Francfort 2009 : Première mondiale de la nouvelle voiture à 1 litre

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Voici l’intégralité du communiqué de presse sur le concept L1, diffusé à l’occasion du salon de Francfort 2009.

Sommaire

Première mondiale de la L1
Philosophie L1
Motorisation de la L1
Moteur électrique
Moteur TDI
DSG 7 vitesses
Performances
Intérieur de la L1
Carrosserie de la L1
Carrosserie PRFC
Avantages du PRFC
Design
Communiqué de presse Michelin

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En bref

Avènement de la voiture à 1 litre
Volkswagen présente l’automobile la plus sobre au monde
Le concept L1 est propulsé par un nouveau TDI high-tech et un moteur électrique
La carrosserie en plastique à renfort fibre de carbone de la L1 ne pèse que 124 kilos.
La L1 atteint une vitesse de pointe de 160 km/h et ne consomme que 1,38 litre
Avec 36 g/km, le taux d’émissions de CO2 établit un nouveau record

Wolfsburg /Francfort, septembre 2009. Avènement technique pour la voiture à 1 litre : Volkswagen présente en première mondiale au Salon international de l’automobile (IAA) l’étude de la future L1. Il s’agit d’un premier aperçu de ce que sera le modèle de série. Grâce à une carrosserie en plastique à renfort fibre de carbone (PRFC), ce véhicule léger pèse seulement 380 kilos. Il est propulsé par un turbodiesel Common-Rail (TDI) de conception nouvelle et par un moteur électrique. Avec une consommation moyenne de 1,38 litre, cette Volkswagen hybride entièrement apte à l’usage quotidien et extrêmement aérodynamique (Cw 0,195 !) se présente comme l’automobile la plus sobre au monde. Le taux d’émissions de CO2 de la L1, qui atteint une vitesse de 160 km/h, s’élève à 36 g/km.

Rétrospective : il y a sept ans, le Dr Ferdinand Piëch, alors Président Directeur Général et actuellement Président du Conseil de Surveillance de Volkswagen AG, pilotait de Wolfsburg à Hambourg un prototype que l’on n’avait jamais vu jusque là : la Volkswagen 1L – la première voiture au monde consommant un litre de carburant. Homme et machine marquaient une étape dans l’histoire de l’automobile. Mais en avril 2002, il était clair qu’une production en série de la voiture à 1 litre se situerait encore loin dans l’avenir. La fabrication de la carrosserie en plastique à renfort fibre de carbone (PRFC) était, à elle seule, inimaginable pour des raisons de coût. Pourtant, en 2002, le Dr Ferdinand Piëch prédisait déjà que l’époque de la voiture à 1 litre et du PRFC en tant que matériau utilisable à l’échelle industrielle arriverait. En 2009, elle est là ! Avec la deuxième génération de ce coup de génie, Volkswagen en apporte la preuve très nette au Salon IAA de Francfort (du 17 au 27 septembre) : la L1 va être développée, en tant qu’update du futur, avec une technologie et un design d’une nouveauté totale, révolutionnaire et quasiment mûre pour une production en série.

« Du point de vue des coûts, la maîtrise de la fabrication de la monocoque en PRFC est un défi gigantesque » précise le Dr Ulrich Hackenberg, Président du Développement de la marque Volkswagen. Du point de vue technique et optique, la carrosserie en PRFC représente déjà un chef-d’oeuvre de la construction automobile. Unique en son genre : le rapport de dimensions. Alors qu’avec 3.813 millimètres la longueur de la L1 correspond à peu près à celle d’une Volkswagen Fox et la hauteur de 1.143 millimètres presqu’à celle d’une Lamborghini Murciélago, la largeur optimale pour l’aérodynamisme (1.200 millimètre) est sans équivalent à l’échelle mondiale.

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Philosophie L1 – Définition d’un nouveau type d’automobile

Au cours du développement des deux générations de prototypes de la L1, Volkswagen avait tout simplement remis en question toutes les caractéristiques habituelles d’une automobile. Le point de départ principal était la construction de la carrosserie. Avec elle se posait une question essentielle : quel aspect et quelle constitution doit posséder un véhicule consommant le moins d’énergie possible? Réponse logique : il doit être extrêmement aérodynamique et léger. Mais sous une condition indiscutable : une sécurité maximale. L’ébauche de solution : une étroite deux places avec une carrosserie en PRFC !

L’agencement correspondant des sièges fut livré par les planeurs dont l’aérodynamisme est sans compromis : en tandem. Ceci permet de réduire la surface de résistance. Similairement à un planeur, l’accès se fait par la verrière ouvrant latéralement. Sur la deuxième génération de la L1, le concept a encore été accentué : chaque élément a été nouvelle ment construit, un châssis spécial avec des composants en alu minium a été développé et surtout, la technologie PRFC a été im portée de l’expertise technique en matière de Formule 1 et de construction aéronautique pour être adaptée à la fabrication automobile puis combinée à la motorisation hybride. La L1 est un modèle unique prévu pour être produit en série dès 2013, une année propice pour le commencement de l’avenir.

Motorisation de la L1

L’avenir a besoin du TDI
Un petit TDI permet une consommation minimale et une autonomie maximale
Downsizing – Le TDI 0.8 est le plus petit moteur diesel pour usages quotidien construit par Volkswagen
Une idée électrisante – Moteur électrique plus TDI réduisent le CO2 à 36 g/km

Le TDI, le moteur électrique et DSG 7 vitesses sont montés à l’arrière et constituent le moteur hybride le plus sobre et le plus propre au monde. La consommation de 1,38 litre aux 100 kilomètres et le taux d’émissions correspondant de 36 g/km en sont la preuve. Le turbodiesel deux cylindres à injection directe Common-Rail (TDI) de conception entièrement nouvelle fait fonction d’entraînement principal. En fonction de la charge, il fonctionne en deux modes de service différents. En mode standard « ECO », le TDI de 800 cm3 développe une puissance de 27 ch (20 kW) (à 4 000 tr/min); en mode « Sport » – utilisé pour atteindre la vitesse de pointe – la puissance augmente à 29 kW (39 ch) (à 4 000 tr/min). Le couple maximal du TDI s’élève à 100 Nm (à 1 900 tr/min). Bien entendu, la L1 dispose du système Start-Stop qui coupe automatiquement le moteur à l’arrêt et le remet en marche à l’aide de la pédale d’accélérateur/électrique.

Le module hybride a été intégré dans le carter de la boîte DSG 7 vitesses (boîte à double embrayage). Il est donc situé entre le TDI et la DSG et se compose du moteur électrique de 14 ch (10 kW) et d’un embrayage. L’alimentation en énergie du moteur électrique est assurée par une batterie au lithium-ion montée à l’avant. Un système électronique de puissance fonctionnant dans une plage de tension de 130 Volts gére le flux d’énergie à haut voltage circulant de et vers la batterie ou le moteur électrique. Parallèlement, un convertisseur DC/DC fournit au réseau de bord la tension de 12 Volts nécessaire.

Le moteur électrique en détail

Le moteur électrique assiste le TDI, entre autre, à l’aide d’un décalage électronique du point de charge en fonctionnement normal et lors de l’accélération (Booster). Au besoin, le moteur électrique permet – en général lors de l’accélération – d’augmenter le couple de 40 % sur toute la plage de régime. Le moteur électrique est à lui seul capable d’entraîner la L1 sur de courtes distances. Dans ce cas, le TDI est désaccouplé du train par l’ouverture de l’embrayage intermédiaire. Le redémarrage du TDI se déroule très confortablement : au moment du début d’impulsion du TDI en cours de conduite, le rotor du moteur électrique est accéléré et l’embrayage côté moteur se ferme très rapidement. Le TDI est ainsi directement démarré et accéléré au régime nécessaire. Toute l’opération se déroule sans aucun à-coup, de sorte que le conducteur ne perçoit pratiquement pas le redémarrage du TDI.

Lors du freinage, le moteur électrique recharge la batterie au lithium-ion par effet de récupération. Les vitesses de la boîte automatique DSG sont également sélectionnées en vue d’une consommation d’énergie aussi faible que possible. La gestion de l’entraînement et de l’énergie est entièrement réglée par l’appareil de gestion du moteur en fonction de l’exigence de charge du conducteur. A cet effet la position de la pédale d’accélérateur/électrique, la contrainte du moteur, la demande actuelle en quantité de carburant ainsi que la réserve en énergie et le mélange d’énergie formé par l’énergie cinétique et électrique constituent, entre autres, les paramètres permettant la transposition du type de poussée momentanément optimale.

Le moteur TDI 0.8 en détail

Le TDI de la L1 est de conception nouvelle. Une fois encore, les spécialistes moteur Volkswagen ont mis à profit l’effet synergétique, pour concevoir un entraînement innovateur et peu onéreux. Ainsi, le TDI 0.8 est un dérivé du TDI 1.6 présenté il y a quelques mois. Le TDI 1.6 fait ses débuts au salon IAA avec une nouvelle version pour les modèles Golf BlueMotion (3,8 l/100 km) et Passat BlueMotion (4,4 l/100 km) – à ce jour, les voitures les plus sobres de leur catégorie à l’échelle mondiale.

Du fait de leur parenté, le TDI 0.8 et le TDI 1.6 affichent des données identiques en ce qui concerne l’intervalle entre cylindres (88 millimètres), l’alésage (79,5 millimètres) et la course (80,5 millimètres). Ces TDI hightech se partagent d’autre part d’importantes fonctionnalités internes destinées à réduire les émissions. Parmi celles-ci, on dénombre les auges de piston spéciales, l’injection multiple et l’orientation individuelle des jets d’injections respectifs. Les deux moteurs sont, en outre, dotés d’un dispositif de recyclage des gaz d’échappement, d’un pot catalytique d’oxydation et d’un filtre à particules diesel. Ainsi équipés, les TDI atteignent aisément, dans toute Volkswagen, les valeurs limites d’émission de la norme Euro 5.

Grâce au système d’injection Common-Rail, le TDI 1.6 est un moteur particulièrement silencieux et produisant peu de vibrations. Ces caractéristiques de confort ont pu être transposées sur le moteur deux cylindres. Le boîtier du vilebrequin en aluminium du TDI a été construit de manière à obtenir une haute précision de forme et ainsi de très faibles pertes par friction. La pompe à huile, conçue pour une pression maximale de quatre bars, contribue encore à la haute efficacité du moteur.

Le système de refroidissement de la L1 démontre également de quelle manière la totalité du système d’entraînement est conçue dans une optique d’efficacité : la pompe à eau électrique externe est commandée par la gestion du moteur afin que le refroidissement n’intervienne que lorsque ceci est requis par les conditions de service du moteur. Ce management thermique contribue également à une réduction de consommation. Une seconde pompe à eau électrique, elle aussi uniquement activée au besoin, se charge dans un autre circuit d’eau à basse température du refroidissement nécessaire de la génératrice de démarrage et du système électronique de puissance.

Boîte automatique – La DSG 7 vitesses en détail

A bord de la L1, la DSG 7 vitesses, l’une des boîtes automatiques les plus innovatrices au monde, se charge du changement de vitesses. Comparée à la version mise en oeuvre sur la nouvelle Polo, la boîte à double embrayage a été complétée par la commande d’embrayage du module hybride. Les différents rapports ont, de plus, été optimisés afin d’atteindre des performances de conduite attrayantes malgré la faible consommation. Comme évoqué, le module hybride a été intégré dans le carter de la DSG : il est logé à la place du volant d’inertie habituel.

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Performances – Sobre et tout de même agile

La L1 équipée avec ABS et ESP atteint une vitesse de 160 km/h – un exploit au regard de la consommation. Départ arrêté et à accélération maximale, le véhicule deux places atteint les 100 km/h en seulement 14,3 secondes. Le réservoir de carburant a un volume de 10 litres seulement. Avec une consommation moyenne de 1,38 litre, il autorise – malgré sa taille – une autonomie théorique de près de 670 kilomètres.

Intérieur de la L1

Cockpit de jet pour l’automobile la plus sobre au monde
Le cockpit de 180 degrés offre un haut degré d’ergonomie
Taillé sur le conducteur – Le volant est le centre de l’habitacle
Confort pour deux – Des sièges confortables pour les longs trajets

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Parler de pilotage pour une automobile peut paraître déplacé ; mais en ce qui concerne la L1, c’est exactement ce dont il s’agit. Le conducteur (sur le siège PRFC à structure tubulaire) et son passager (sur le siège fixe en PRFC de la monocoque) sont assis en tandem. Les deux positions assises sont ergonomiques et d’un grand confort. Côté conducteur, tous les cadrans et organes de commandes sont agencés sur un rayon de 180 degrés, donc parfaitement en vue et accessibles. La planche de bord est intégrée dans la monocoque en PRFC. Les applications intérieures sont fabriquées en plastique renforcé fibre de verre (PRFV). Pour les revêtements latéraux, Volkswagen a opté pour une nouvelle matière « Sport Esteem » aussi robuste qu’agréable au toucher.

Le démarrage de la L1 s’effectue à l’aide d’un bouton situé à droite du volant. Par rotation, ce bouton de démarrage fait simultanément office de commutateur de changement de vitesses et d’activation du frein électronique de parking (Drive, Neutral, Reverse et Park). L’ouverture de la verrière et le déverrouillage du hayon s’effectuent par commande électrique à l’aide d’éléments tactiles situés à gauche et à droite du conducteur. Le réglage de la climatisation s’effectue également à l’aide d’un élément tactile commandé par capteur. Des touches multifonctionnelles intégrées dans le volant permettent au conducteur de commander l’ordinateur de bord, le système de navigation et d’entertainment.

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Les rétroviseurs extérieur et intérieur classiques ont été entièrement supprimés. A leur place, des caméras retransmettent des images correspondantes sur des displays OLED actifs disposés à gauche et à droite et du tableau de bord (OLED = organic light emitting diode). La manoeuvre de stationnement est, en outre, facilitée par un système Park Distance Control (PDC).

En cas de collision, conducteur et passager sont protégés par la cellule de sécurité monocoque en PRFC extrêmement résistante complétée d’arceaux de protection et d’éléments de collision en aluminium à l’avant, par un airbag intégré dans le volant et par des airbags de tête et latéraux à gauche et à droite dans la verrière d’accès.

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Carrosserie de la L1

Construction automobile de l’avenir
La carrosserie haute sécurité en PRFC de la L1 ne pèse que 124 kilos
Poids léger – La L1 n’est pas plus lourde qu’une bonne moto de tourisme
Révolution – Le PRFC n’avait encore jamais été utilisé de manière aussi conséquente en construction automobile pour réduire la consommation

Tant du point de vue optique que technique, cette carrosserie en plastique renforcé fibre de carbone (PRFC) représente déjà un chef-d’oeuvre de la construction automobile. Caractéristique unique en son genre : le rapport de dimensions. Alors qu’avec 3.813 millimètres la longueur de la L1 correspond à peu près à celle d’une Volkswagen Fox et la hauteur de 1.143 millimètres presqu’à celle d’une Lamborghini Murciélago, la largeur optimale pour l’aérodynamisme (1.200 millimètres) est sans équivalent à l’échelle mondiale.

Carrosserie PRFC – Monocoque et revêtement extérieur

La monocoque deux places, tout comme le siège à structure tubulaire du conducteur, le siège du passager et le revêtement extérieur de la carrosserie sont en PRFC. Il n’y a aucune porte. Au lieu de cela, conducteur et passager embarquent dans la L1 par le haut. A cet effet, une verrière d’accès s’ouvre et se ferme au-dessus des sièges par commande électrique. Les phares et les feux arrière font sans exception appel à la technique DEL qui consomme beaucoup moins d’énergie. Les roues arrière sont entièrement recouvertes ; les revêtements des roues peuvent être démontés pour permettre le changement des pneus Michelin à faible résistance de roulement (‹ Energy Saver › : 95/60 R16 à l’avant, 115/70 R16 à l’arrière). Le sous-plancher est lui aussi entièrement revêtu.

Le refroidissement du TDI 0.8 s’effectue par des conduits d’air adaptatifs latéraux intégrés dans la carrosserie, lesquels s’ouvrent et se ferment automatiquement en fonction du statut de fonctionnement de l’unité hybride et de la vitesse. Comme toujours, le hayon s’ouvre à la main.  Il est également fabriqué en PRFC. Au-dessous se cache le coffre pour bagages à main (volume de 50 litres).

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Avantages du PRFC – Composition et poids

Le plastique renforcé fibre de carbone, comme son nom l’indique, se compose de plusieurs couches de fibres de carbone extrêmement résistantes intégrées dans une matrice hautement robuste. Cette matrice de matière procure un matériau composite à la fois solide et léger. Jusqu’ici, la fabrication d’une carrosserie en PRFC telle que celle de la L1 était inimaginable. Le PRFC restait réservé à des petites séries comme celles que l’on rencontre en construction aéronautique et en sport automobile. Volkswagen est désormais parvenu à trouver un moyen économique et adapté à la production en série de fabriquer des pièces en PRFC en quantités adéquates

Le poids est l’argument démontrant que le PRFC est le matériau idéal pour la carrosserie de la L1. La L1 ne pèse que 380 kilos, ce qui correspond au poids d’une moto de tourisme de haute valeur entièrement équipée de catégorie 1200. Toutefois, la L1 est et reste une automobile. Du poids total de 380 kilos, 122 kilos sont imputables à l’unité de propulsion complète, 79 kilos au châssis, 35 kilos à l’équipement et 20 kilos à l’équipement électrique. Il reste 124 kilos, c’est exactement le poids de la carrosserie.

Ces 124 kilos se laissent encore répartir : 64 kilos sont à porter au compte du monocoque PRFC, y compris le siège intégré du passager, le revêtement extérieur en PRFC pèse 28 kilos, la verrière en PRFC 19 kilos, le siège PRFC du conducteur 9 kilos et les phares DEL 4 kilos. A tirtre de comparaison : la carrosserie de la légendaire Lupo 3L – à ce jour, la plus petite voiture construite en série par Volkswagen – pesait 306 Kilo. Le véhicule complet était léger de 813 kilos, soit 433 kilos de plus que la L1. Il existe encore d’autres avantages : l’extrême capacité de charge du matériau ainsi que l’aptitude idéale au formage pour ce qui est des caractéristiques de design les plus exigeantes.

Design – Original, cependant typiquement Volkswagen

Dans sa construction et sa forme, le lay-out de la L1 – fonction et forme – constitue une unité sans comprimé. Walter de Silva, designer en chef de Volkswagen AG relate à ce propos : « Le design de la L1 est le résultat d’une nouvelle définition des caractéristiques classiques et esthétiques d’un véhicule. Dans ce cadre, la conduite de ligne de forme presque identique à celle d’uns fusée accroche l’oeil immédiatement. Toutes les parties en mouvement sont intégrées de manière si soignée que la carrosserie évoque véritablement le fuselage d’une fusée ou d’un jet. Cette carrosserie répartit l’air avec un minimum de résistance aérodynamique. » Un chiffre Cw record de 0,195 et 1,02 m2 de surface frontale (Cw x A = 0,199 m2) imprègnent ces mots dans le PRFC. La face avant la plus aérodynamique au monde : « L’agencement typique des phares traditionnels et de la grille de calandre au milieu auraient été ici inadapté », précise de Silva. « C’est pourquoi nous avons opté pour un lay-out minimaliste et intégré les phares dans une bande horizontale neutre qui procure un sentiment d’ampleur et de modernisme. » Le designer en chef poursuit : « D’un certain point de vue, nous avons appliqué le même principe que pour l’avant du Scirocco, sur lequel les phares sont reliés par une bande luisante noire et le sigle de la marque est également situé sur le capot-moteur. Ce sont bien ces détails qui soulignent le caractère dynamique de cette voiture. »

La partie arrière avec son diffuseur et les roues entièrement recouvertes sont également empreints de cet aérodynamisme extrême. Particularité la plus remarquable de la vue d’ensemble de l’arrière : les feux DEL arrière intégrés dans les sorties d’air du TDI. De Silva déclare : « On retrouve à l’arrière les mêmes caractéristiques stylistiques qu’à l’avant, mais avec les feux arrières intégrés dans la grille des deux sorties d’air, nous avons obtenu une apparence encore plus aérodynamique. Autre caractéristique marquante, la sortie d’air située directement derrière le cockpit – un élément graphique quasiment abstrait qui vient souligner l’esthétique raisonnable de ce véhicule. »   Du fait de la basse position assise du conducteur, une fenêtre supplémentaire se trouve dans le toit et permet en particulier de voir les feux de façon idéale.

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Communiqué de presse Michelin

Michelin Energy™ Saver et la Volkswagen L1 :
Deux technologies pour une amélioration du bilan écologique

Des buts similaires, de fortes exigences en matière d’efficacité d’énergie et une conscience prononcée de la sécurité ont amené Michelin et Volkswagen à prouver ensemble leur force d’innovation technologique dans le cadre de la L1. Contexte : le prototype de la 1 L présenté pour la première fois au salon IAA 2009 à Francfort est équipé de pneus Michelin Energy™ Saver. Il s’agit de la toute dernière génération de pneus épargnant l’environnement de la maison Michelin et marquée du label „Green X“. Ces pneus tournés vers l’avenir réduisent la consommation de carburant, et donc aussi les émission de dioxyde de carbone, raccourcissent la distance de freinage sur chaussée mouillée et se caractérisent par leur extraordinaire longévité.

Michelin et Volkswagen sont en étroite coopération parvenus à intégrer complètement les pneumatiques dans le concept économe en carburant de la L1. A cet effet, le pneu Michelin Energy™ Saver a été conçu plus grand et plus mince (95/80 R16 53 T XL pour les pneus avant et 115/70 R16 62 T XL pour les pneus arrière). La taille particulière renforce les autres avantages techniques de la famille de pneus, avantages parmi lesquels se range également l’intégration de silice dans le mélange de caoutchouc. Le pigment de silice remplace à près de 100 pourcent le noir de carbone industriel dans la bande de roulement.

La grande roue agrandit le diamètre extérieur du pneu. Ceci réduit la déformation de la surface de contact entre le pneu et la chaussée. Moins le pneu se déforme, moins il y a de résistance au roulement et moins on consomme d’énergie. L’aérodynamisme général du véhicule a été en outre optimisé par les pneus minces. Malgré la surface de contact réduite, Michelin atteint avec son innovation une adhérence au sol exemplaire. Ce résultat a été obtenu avec un profil nouveau. Un procédé spécial de lamelles procure aux pavés de la bande de roulement une haute rigidité latérale garantissant un comportement optimal dans les virages et limitant simultanément la déformation verticale, ce qui réduit encore plus la consommation en carburant.

Le pneu Michelin Energy™ Saver de la Volkswagen L1 complète un programme de pneus énergétiquement efficaces et épargnant l’environnement, programme caractérisé par le label „Green X“ et introduit par Michelin en 1992. Grâce à ces pneus, plus de 11 milliards de litres de carburant ont été économisés depuis, ceci correspond à une émission de près de 29 milliards de tonnes d’oxyde de carbone.

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