Voilà comment Volkswagen a réussi à diviser presque par deux la consommation de l’ID.Polo

Les ingénieurs derrière le concept ultra-efficient nous dévoilent la genèse du prototype et les astuces utilisées pour consommer moins.

Elle a signé trois records d’efficience… et pourrait en viser d’autres. La Volkswagen Mission Efficiency a affiché une consommation électrique de 7,51 kWh/100 km lors d’un premier trajet routier, effectué cet été, entre Wolfsburg (Allemagne) et Vienne (Autriche). Largement conçu à partir d’éléments de la nouvelle Volkswagen ID.Polo — dont il accompagne les débuts commerciaux —, ce véhicule expérimental soigne particulièrement l’aérodynamique.

À lire aussi

Mission Efficiency : Volkswagen bat un record de consommation extraordinaire avec la technologie de l’ID.Polo

0,158 de Cx

C’est là un premier record pour un véhicule « homologué pour usage routier » selon le Rekord-Institut für Deutschland (RID), concurrent allemand du célèbre Guinness World Records. Le coefficient de traînée (Cx), déterminant pour l’efficience d’un VE, s’établit ici à 0,158.

Cela se distingue dès le premier coup d’œil. La proue est arrondie, les surfaces sont lisses et le profil se rapproche au maximum de la goutte d’eau, forme idéale dans le monde de la mécanique des fluides (Cx : 0,045).

De plus, l’habitacle rétréci et le pavillon abaissé participent à réduire la surface frontale. Elle est ici de 2,08 m² contre 2,33 m² sur une ID.Polo. Le SCx, produit du Cx et de la surface, s’établit à 0,328. La citadine affiche un score de 0,615 (ce qui pointe vers un Cx exact de 0,264…).

Dimensions de la Volkswagen Mission Efficiency :

• Longueur : 4,77 m
• Largeur : 1,74 m
• Hauteur : 1,39 m
• Empattement : 2,70 m

Mais au-delà, d’autres subtilités se détachent, faisant gagner quelques millièmes de points de Cx en conditions réelles. Regardez la voiture de face. Vous verrez trois ouvertures. Des volets s’ouvrent et se ferment en fonction des besoins en refroidissement. L’aérodynamicien Sven Lange, l’un des auteurs du projet, m’en dit plus : « En phase de roulage, nous avons surtout utilisé les petites ouvertures latérales. Le volet central n’a été ouvert que pour assurer le refroidissement pendant la recharge ». On optimise donc, en fonction des situations.

Regardez à nouveau la voiture de face. Vous verrez deux bossages devant les roues avant, permettant de dévier le flux. Une solution élégante mais pas si facile à adopter sur un véhicule du quotidien. « Ici, nous avons un seul type de pneus, un seul type de jante, m’explique Sven Lange. Sur une voiture comme l’ID.Polo, vous en avez plusieurs. Ici, nous avons donc pu modeler la forme sur mesure, ce qui est plus problématique en série ». Sur ce véhicule expérimental, les blouses blanches se sont d’ailleurs autorisé une faible garde au sol à l’avant, un angle d’attaque peu ami des trottoirs ou un espace très faible entre les pneus et les passages de roues.

En parlant de l’influence néfaste des roues, nous signalons que les pneus sont des Continental dérivés des EcoContact 7 du catalogue, aux flancs arrondis et donc plus favorables à la pénétration dans l’air. Les roues pleines retranchent aussi quelques « points » comme disent les spécialistes de l’aéro (millièmes de points) de Cx. À l’arrière, elles sont carénées pour limiter leur impact.

Et les rétros ? La XL1 – véhicule aéro de VW des années 2010 – disposait de caméras pour se débarrasser de ces odieux perturbateurs de flux d’air. Sven Lange justifie le fait de s’en passer : « D’abord, nous voulions utiliser des éléments issus de la série. Ensuite, la caméra a tout de même un impact sur l’aérodynamique puisqu’elle doit être placée sur de longs supports pour des raisons d’homologation. Cela coûte environ 5 points (soit 0,005 de Cx) contre 6 (0,006) à des rétros conventionnels. Il faut aussi placer des écrans à l’intérieur et ils consomment de l’énergie. Et puis, un rétro traditionnel est beaucoup plus confortable pour le conducteur ».

VW s’est tout de même permis quelques extras comme les panneaux solaires de 370 watts sur le pavillon. En théorie et en fonction de la météo, ils peuvent apporter une trentaine de kilomètres d’autonomie.

La marque s’est en revanche dispensée de mécanismes ultra-complexes comme les sciences-fictionnesques actionneurs de plasma. Un tel dispositif nécessite lui aussi de l’énergie, m’a confié un bon connaisseur du sujet… D’ailleurs, la possibilité d’utiliser la voiture au quotidien en conditions réelles faisait partie des préoccupations des concepteurs. « Ce n’est pas un pur délire d’ingénieur, c’est aussi une voiture qui doit être pratique », poursuit Sven Lange.

Pas loin de la série

Vérifions à bord. La position de conduite horizontale mais naturelle, le pare-brise étroit et bombé, la promiscuité avec le passager… L’ambiance sportive rappelle la XL1, mais l’espace est tout de même beaucoup plus ample. Il y a une autre impression de déjà-vu. Face à nous, on retrouve le volant capacitif de l’ID.Polo. On aperçoit aussi le petit combiné d’instrumentation en provenance des anciennes ID.3. L’écran central est une tablette amovible que l’on peut poser sur ses genoux pendant la recharge. Et pourquoi pas ?

Pour s’installer aux places arrière, il faut davantage faire appel aux méthodes (tant vantées sur Youtube) du taï-chi-chuan. Si l’espace aux genoux est surprenamment acceptable, la garde au toit est évidemment limitée. L’appui-tête épais au niveau du dos sert l’esthétique plus que l’ergonomie. Ceci reste un concept.

Passons au coffre. L’espace est étroit et profond, mais la capacité d’emport plus que convenable (481 litres). Les géniteurs ont aussi pensé à des rangements supplémentaires d’une vingtaine de litres derrière les roues arrière… C’est aussi étroit. C’est bien sûr une conséquence d’un essieu arrière « taille fine » — réduit de 17 cm — pour réduire les voies. Il s’agissait de se rapprocher de la forme en goutte d’eau commandée par la mécanique des fluides. « Cela a été l’un des grands défis pendant la phase de conception », concède l’ingénieur. L’essieu de l’ID.Polo de série était en effet placé un peu trop bas pour obtenir le soubassement parfaitement caréné et remontant progressivement vers la proue dont on rêvait à la soufflerie. Les ressorts et amortisseurs ont été décalés.

Des pièces d’ID.Polo

80 % des pièces de la Mission Efficiency sont issues de la série et de la plateforme MEB+ de l’ID.Polo. Le souci du réalisme (et sans doute des moyens) a par exemple porté VW à limiter l’usage de matériaux exotiques. Seule une partie des ailes, des portes ou du capot a été réalisée en composites. Selon nos informations, la voiture pèserait ainsi près de 1 600 kg, soit le double d’une XL1.

C’est là une nouvelle preuve que l’aéro compte davantage que le poids dans le bilan énergétique d’un VE, surtout à haute vitesse. Illustration sur la berline ID.7. Si vous grattez 0,001 sur le C_x, elle gagne 1,2 km d’autonomie. Il faudrait ici retrancher 9 kg pour obtenir le même résultat en travaillant la masse. C’est essentiellement sensible à allure autoroutière. Ici, VW annonce un gain de 30 % d’efficience au-dessus de 80 km/h. Ou, en retournant le raisonnement, une consommation voisine entre une ID.Polo à 100 km/h et une Mission Efficiency à 140 km/h.

La chaîne de puissance complète provient de l’ID.Polo. Elle est notamment composée de la nouvelle machine APP290, placée à l’avant, comme sur la citadine. Elle est ici dans sa version 135 ch.

Fiche technique :

• Plateforme : MEB+ traction
• Batterie : 54,9 kWh (net)
• Composition : nickel-manganèse-cobalt (NMC)
• Recharge en crête : 105 kW
• Puissance : 135 ch
• 0-100 km/h : 9,0 s.
• Vitesse maxi : 160 km/h

On retrouve aussi l’onduleur maison utilisant des semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC) qui figurent aussi sur la voiture de série. Ces « transistors », plus coûteux, permettent de gagner significativement en efficience. Les estimations varient de 5 à 10 %. Ajoutez au pack la batterie à cellules prismatiques dites « Unified Cell ». Les cellules nickel-manganèse-cobalt (NMC) et le système de gestion sont communs, mais il y a une différence. La capacité s’établit ici à 54,9 kWh contre 52 kWh sur l’ID.Polo.

En réalité, le tampon séparant la capacité brute et la capacité nette a été réduit. « C’est la seule flexibilité qu’on s’est autorisée, m’explique Jannis Springer, l’un des responsables du département innovation de VW. Cela nous permettait d’être certains de rejoindre Vienne avec une charge. Même si, au final, cela n’a pas été utile ».

Le prototype est en effet arrivé sur les bords du Danube avec 164 km d’autonomie restante après son unique recharge prévue. Les trois kilowattheures ainsi grattés n’ont pas fait de différence sensible.

Deux ans et demi de développement

VW visait une consommation inférieure à 10 kWh/100 km. Mais, au début du développement — entamé en décembre 2023 —, les simulations n’étaient pas si formelles. Sven Lange était là : « Nous avons beaucoup utilisé les logiciels de CFD (Computational Fluid Dynamics), avec environ 300 modèles différents. Et je crois que nous avons aussi passé 100 à 150 heures dans la soufflerie ».

Jannis Springer : « Au cours des derniers mois, à mesure que le véhicule prenait une forme plus concrète et tangible, nous avons acquis la certitude de pouvoir atteindre les cibles. La possibilité réelle d’y parvenir n’est devenue évidente que ces dernières semaines ».

À lire aussi

Essai Volkswagen ID.Polo : une citadine polyvalente… vraiment polyvalente ?

L’objectif de la Mission Efficiency était aussi d’approcher, voire de battre certains records établis ces dernières années. L’une des marques était la consommation établie cet été par la Geely Galaxy TT, en haute altitude, en Chine. L’autre cible était le concept Vision EQXX de Mercedes. Si les rivalités, parfois recuites, entre constructeurs peuvent nous amener sur la voie de l’efficience…