Aux sources de Renault E-Tech

episode 3

Une histoire d'énergie et de management

C’est fort de son expertise du véhicule électrique, de son expérience en Formule 1 et en s’appuyant sur des équipes d’ingénierie, de développement et de contrôle enthousiastes et passionnées, que Renault a développé sa motorisation hybride innovante E-TECH. Proposée en version "full hybride" sur Clio et en version "full hybride rechargeable" sur Nouveau Captur et Nouvelle Mégane, elle a été inventée et mise au point de manière à la fois inhabituelle et très inspirante. Avec ce troisième épisode, nous allons découvrir comment les innovations nées en Formule 1 ont pu servir le développement de la motorisation E-TECH.
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Moteur Renault Energy F1 2014

#1 L'ère du V6 hybride

A la même période, dans un monde pas si parallèle, la F1 se prépare à la révolution de ses moteurs : fini le V8 atmosphérique ; la saison 2014 inaugure l’ère du V6 turbo hybride à double système de récupération d’énergie. Evidemment, Renault est de la partie !
2 titres pour Fernando Alonso et Renault en 2005 et 2006

Présente depuis 1977 dans la discipline, la marque y a toujours joué un rôle important grâce notamment à des choix technologiques ambitieux et avant-gardistes : premier moteur turbocompressé (1977), rappel pneumatique des soupapes (1986), distribution par engrenages et par pignons (années 90), injection directe (1995), etc. Des choix gagnants qui lui ont permis de remporter pas moins de 12 titres « constructeurs » (en tant qu’écurie à part entière ou en tant que motoriste) et 11 titres « pilotes ». En 2014, au moment du passage à la motorisation V6 hybride, Renault sort de 4 doublés « constructeurs et pilotes » avec Red Bull et Sebastian Vettel !

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#2 L'expérience du Kers

Cette révolution de l'hybride en Formule 1 avait été initiée dès 2009 avec l'apparition du KERS (Kinetic Energy Recovery System, ou système de récupération d'énergie cinétique). Fonctionnant initialement avec un volant d'inertie, ce système permettant de récupérer l'énergie du freinage pour le restituer à la demande sous forme de puissance passe en 2011 à des batteries, semblables à celles utilisées par les véhicules électriques et hybrides de série.
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Banc d’essai moteur F1 à Viry-Chatillon

À l'époque, Renault cède les parts de son écurie Renault F1 Team à Genii Capital qui engage des Lotus Renault GP dans le championnat. Il reste motoriste de l'écurie, tout en motorisant également Red Bull (future championne du monde) et Lotus. Autant dire que personne ne chômait à Viry-Châtillon, le "temple" des activités moteur de Renault Sport Racing. Nicolas Espesson, qui était alors Ingénieur banc d'essai, se souvient des débuts de l'hybridation en F1 ainsi que des passerelles créées entre les équipes d'ingénierie.

Nous n'avons pas attendu le développement de la motorisation hybride E-TECH pour travailler sur l'électrification des moteurs. Dès 2011, des ingénieurs Renault spécialisés dans l'électrique sont venus en F1 dans le but d'aider au développement de la future motorisation V6 hybride. Mais dans l'équipe, certains s'étaient déjà spécialisés dans l'électrification en travaillant sur le KERS. Sans oublier que nos bancs d'essai pour le KERS ont également servi à valider le moteur électrique de Twizy. C'est d'ailleurs dans le cadre de cette relation que le concept Twizy Renault Sport F1 de 2013 a été développé.
Nicolas Espesson
Responsable de l'Optimisation de la Performance chez Renault Sport Racing

#3 L’Energy management au cœur du système

Les ingénieurs motoristes de Formule 1 étaient donc divisés en deux catégories : d’un côté les « thermiques » et de l’autre les « électriques ». Mais une troisième catégorie est rapidement apparue pour faire le lien entre elles, celle des spécialistes de « l’Energy management ». Leur rôle : définir quand et dans quelle proportion la monoplace utilise les différentes sources d’énergie disponible. Car à l’époque du KERS, les 60 kW (80 ch) d’apport électrique étaient gérés manuellement par le pilote, qui les utilisait essentiellement comme boost temporaire, pour effectuer un dépassement par exemple. Avec le nouveau V6 hybride et ses deux systèmes de récupération d’énergie (MGU-K pour la récupération au freinage, MGU-H pour la récupération à l’échappement), cette gestion s’est automatisée pour plus d’efficacité.
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Moteur Renault Energy F1 2014

C'était quelque chose de vraiment nouveau, qui faisait appel au big data, au data learning et même à l'intelligence artificielle. On avait donc un logiciel qui était au cœur de la stratégie de gestion de l'énergie, le nerf de la guerre de ces nouvelles motorisations hybrides. Mais aussi évolué soit-il, ce logiciel devait rester simple de conception pour faciliter la maintenance et le débogage et surtout rester fiable. Et on retrouve exactement la même chose aujourd'hui dans les modèles E-TECH Hybrid de série, où l'intelligence de gestion de l'énergie vient des calculateurs électroniques.

Nicolas Espesson

Responsable de l'Optimisation de la Performance chez Renault Sport Racing

Gestion de l’énergie du moteur V6 hybride
Moteur Renault Energy F1 2014

Réduire la consommation, améliorer le rendement énergétique : en F1 comme sur la route, la volonté des motoristes est la même. Voilà pourquoi les passerelles s'opèrent facilement et qu'elles sont très efficaces. Des ingénieurs travaillant sur la motorisation Z.E. on demand sont donc venus grossir les rangs de Renault Sport Racing, avant de retourner quelques années plus tard au développement des modèles de série E-TECH Hybrid. Et ils ne sont pas revenus qu'avec de nouvelles idées et des compétences techniques.

En travaillant sur la F1 chez Renault Sport Racing, ces ingénieurs ont découvert de nouvelles formes de management, beaucoup plus agiles que ce qu'ils connaissaient chez Renault. Il faut dire qu'en F1, les temps de développement sont plus courts et qu'en cas de problème, il faut obligatoirement prendre des décisions très rapidement. Ils ont pu appliquer ensuite ces méthodes lorsqu'ils sont revenus travailler au développement des motorisations E-TECH Hybrid de série. Ça aussi, ça a contribué au résultat qu'on connait aujourd'hui.

Nicolas Espesson
Responsable de l'Optimisation de la Performance chez Renault Sport Racing
 
La majorité des pièces du puzzle étaient désormais en place. Il ne restait qu'à les assembler et fignoler le travail. La partie la plus facile ? Pas sûr ...