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Archive 2012

Lorsqu’évolution rime avec émotions : une sportive d’exception dotée de technologies innovantes

L’avenir prend forme : alors qu’elle est déjà entrée dans la deuxième moitié de sa phase de développement, la Porsche 918 Spyder préfigure ce que sera l’ultra sportive de demain. Ce modèle hybride Plug-In est doté d’un moteur thermique associé à des moteurs électriques de pointe qui délivrent ensemble des performances absolument exceptionnelles. La 918 Spyder réunit ainsi le meilleur des deux types de motorisation en affichant un dynamisme digne des voitures de sport les plus performantes, avec une puissance de plus de 770 ch, et une consommation de seulement 3 litres aux 100 kilomètres, en-deçà de la plupart des citadines actuelles. Dès lors, Porsche s’affirme à nouveau comme un pionnier en proposant un fleuron de la technologie équipé de solutions novatrices, qu’il s’agisse de la caisse en plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC), de l’aérodynamique variable, des roues arrière directrices adaptatives ou encore de l’échappement à deux sorties latérales (top pipes). La 918 Spyder démontre de manière saisissante ce que la stratégie Porsche Intelligent Performance sera capable d’offrir à l’avenir.

Conçue pour le segment des supercars, la 918 Spyder est la digne héritière de la Carrera GT. Le premier objectif était à notre portée : dépasser à nouveau les performances de conduite de la Carrera GT. En l’état actuel de nos connaissances, la 918 Spyder sera indéniablement plus rapide, en termes d’accélération comme en termes de dynamisme. Les chiffres parlent d’eux-mêmes : elle passe ainsi sous la barre des 3 secondes pour abattre le 0 à 100 km/h (Carrera GT : 3,9 secondes), et sous celle des 7 min 22 pour parcourir la boucle nord du circuit du Nürburgring (Carrera GT : 7 min 32). Mais le caractère unique de la 918 Spyder tient avant tout au mariage réussi entre performances exceptionnelles et sobriété inégalée, avec un niveau d’efficacité encore jamais atteint sur le segment des supercars. La consommation d’essence s’établit en effet à 3 litres aux 100 kilomètres et l’autonomie en tout-électrique à plus de 25 km, du jamais-vu.

Du confort à la performance en course : cinq modes pour trois moteurs

Au cœur de la 918 Spyder se cache une répartition de la motorisation entre trois moteurs qui peuvent être associés selon cinq modes de conduite différents grâce à un système de gestion intelligent. Cette stratégie de fonctionnement est un atout majeur de la 918 Spyder, permettant de tenir compte de manière optimale des différents degrés d’exigence entre haute efficacité dans la conduite et performances maximales. Pour utiliser au mieux le vaste éventail de situations de conduite rendues possible par cette configuration, les ingénieurs de Porsche ont défini cinq modes de conduite qui, à l’image du sport automobile, peuvent être activés à l’aide d’un bouton multiposition (MAP) situé sur le volant.

Silencieux et élégant : le mode « E-Power »

Au démarrage du véhicule, le mode « E-Power » est le mode de conduite sélectionné par défaut lorsque le niveau de charge de la batterie le permet. La 918 Spyder peut, dans des circonstances optimales, parcourir plus de 25 km en mode entièrement électrique.
Le recours au moteur thermique n’a lieu, dans ce mode, qu’en cas de nécessité : un simple kick-down sur la pédale d’accélérateur permet d’activer la pleine puissance des trois moteurs. Dès que le niveau de charge de la batterie passe en dessous d’un certain seuil, le véhicule passe automatiquement en mode Hybrid.

Efficace et confortable : le mode « Hybrid »

En mode « Hybrid », les deux moteurs électriques et le moteur thermique travaillent de concert pour assurer une efficacité et une sobriété maximales. Le taux d’utilisation de chacun des moteurs dépend de la situation de conduite et de la performance souhaitée. Le mode Hybrid est particulièrement adapté à une conduite modérée dans l’optique de réduire la consommation, par exemple en cycle urbain.

Sportif et dynamique : le mode « Sport Hybrid »

Pour privilégier le dynamisme, la 918 Spyder propose un mode « Sport Hybrid ». Le moteur thermique est allumé en permanence et assure l’essentiel de la force motrice. Les moteurs électriques viennent en complément, assurant un boost électrique lorsque le conducteur nécessite un surcroît de puissance ou lorsque le degré d’utilisation du moteur thermique peut être optimisé pour améliorer l’efficacité. Ce mode donne la priorité aux performances et à la conduite sportive.

Pour assurer les meilleurs temps sur circuit : le mode « Race Hybrid »

Le mode « Race Hybrid » est celui qui offre les meilleures performances et la conduite la plus sportive. Le moteur thermique fonctionne ici à charge élevée et assure le rechargement de la batterie tant que le conducteur ne fait pas appel à la puissance maximale. En cas de besoin, les moteurs électriques interviennent en complément pour booster la puissance du véhicule lorsque le conducteur a besoin d’un surcroît de puissance. Les moteurs électriques sont utilisés jusqu’au seuil maximal de puissance afin d’offrir la meilleure performance possible pour une utilisation sur circuit. Dans ce mode de conduite, la batterie n’est pas maintenue à niveau constant de charge mais varie sur toute la plage de charge. Contrairement au mode Sport Hybrid, les moteurs électriques atteignent leur pleine puissance en un temps réduit, ce qui permet d’améliorer leur fonction de booster. Cette consommation de puissance plus importante est compensée par le fait que le moteur thermique contribue à assurer le chargement de la batterie.

Pour s’imposer en pole position : « Hot Lap »

Situé au milieu du bouton multiposition, le bouton « Hot Lap » permet de faire appel aux dernières ressources de la 918 Spyder. Activable uniquement en mode « Race Hybrid », il permet, à l’instar d’un mode de qualification, de faire appel à la batterie de traction à son seuil maximal de puissance pendant quelques tours de circuit. L’intégralité de l’énergie disponible de la batterie est ainsi utilisée.

Moteur principal : huit cylindres rompus aux exigences de la course

Le moteur principal est un moteur 8 cylindres de 4,6 litres développant plus de 570 ch, héritier direct du moteur de la célèbre RS Spyder qui s’est illustrée à maintes reprises sur les circuits. Affichant un régime allant jusqu’à 9 000 tr/min, il dispose, comme son illustre prédécesseur, d’une lubrification à carter sec avec réservoir d’huile et système d’alimentation séparés.
Les quatre pompes à huile sont en polymère pour contribuer à l’optimisation du poids. Cette volonté de réduire le poids entraîne également le recours à des bielles en titane, à un carter de vilebrequin et à des culasses à parois minces moulées à basse pression, à un vilebrequin de conception allégée en acier ultrarigide ainsi qu’à un système d’échappement composé d’éléments à parois minces en alliage. Ces différentes mesures d’allègement et d’optimisation des performances se traduisent par une puissance au litre d’environ 125 ch/l, exceptionnelle pour un moteur atmosphérique, bien supérieure à elle de la Carrera GT (106 ch/l).

Un héritage unique issu du sport automobile : les « top pipes »

Cette motorisation ne se distingue pas seulement par sa puissance, mais aussi par sa signature sonore, qui vient enrichir la gamme d’émotions portées par la 918 Spyder. Cette signature s’explique avant tout par un système d’échappement à sorties latérales, les fameux « top pipes » : les sorties d’échappement se situent à l’arrière, directement au-dessus du moteur. Aucun autre véhicule de série ne propose cette solution d’échappement. Le principal atout de ces top pipes consiste dans la ligne d’échappement extrêmement courte, permettant de rejeter les gaz directement en aval du moteur et de réduire ainsi leur contrepression. Ce dispositif nécessite la mise en œuvre d’un nouveau concept thermodynamique de guidage des flux d’air : le moteur HSI présente sa partie la plus chaude à l’intérieur du V formé par les cylindres, tandis que les éléments d’aspiration sont à l’extérieur. En outre, le compartiment moteur reste plus frais.

Un avantage non négligeable notamment pour la batterie hybride lithium-ion, qui délivre ses meilleures performances à une température comprise entre 20 et 40°C : grâce à ce dispositif, le refroidissement actif de la batterie nécessite moins d’énergie.

Architecture hybride parallèle : le module hybride

Le moteur V8 de la 918 Spyder s’accompagne d’un module hybride conçu selon une architecture parallèle, comme pour tous les modèles hybrides Porsche actuels. Ce module hybride se compose pour l’essentiel d’un moteur électrique de 90 kW et d’un embrayage de coupure qui fait le lien avec le moteur thermique. Cette architecture parallèle permet à la 918 Spyder de faire appel, pour entraîner l’essieu arrière, soit au moteur thermique seul, soit au moteur électrique seul, soit aux deux combinés. Comme sur toutes les supercars Porsche, le bloc moteur se situe sur la 918 Spyder juste devant l’essieu arrière et ne possède aucune liaison mécanique directe avec l’essieu avant.

Centre de gravité abaissé : boîte de vitesses à double embrayage

La transmission de la force motrice à l’essieu arrière s’effectue à l’aide d’une boîte double embrayage à 7 rapports (PDK). Cette boîte de vitesses à haute performance, développée à partir de la boîte PDK de la 911 Turbo, a été complètement revisitée et optimisée pour des performances encore accrues. Pour abaisser au maximum la caisse et le centre de gravité de l’ensemble du véhicule, la boîte de vitesses est placée dans une position inversée de 180° par rapport à l’axe longitudinal, comparé par exemple au biplace à moteur central qu’est le Boxster. Lorsque le train arrière de la voiture n’a pas besoin d’être entraîné, les deux moteurs peuvent être désaccouplés par simple débrayage de l’embrayage de coupure et de la boîte PDK. Le mode Croisière caractéristique des motorisations hybrides de Porsche est ainsi rendu possible avec le moteur thermique coupé.

Transmission intégrale indépendante : un moteur électrique sur l’essieu avant

L’essieu avant comporte un autre moteur électrique autonome qui développe une puissance de 80 kW. Ce moteur entraîne les roues avant grâce à une transmission indépendante. Un embrayage de coupure assure la possibilité de désaccoupler le moteur électrique à grande vitesse, empêchant ainsi son emballement. Le couple moteur est réglé indépendamment pour chaque essieu, permettant ainsi d’obtenir une fonction de transmission intégrale extrêmement réactive qui offre un potentiel élevé en matière de force motrice et de dynamique de conduite.

Batterie lithium-ion avec système de chargement Plug-In

C’est une batterie lithium-ion à refroidissement liquide composée de 312 cellules individuelles qui assure le stockage de l’énergie électrique requise pour le fonctionnement des moteurs électriques. Dotée d’une capacité de stockage de près de 7 kWh, cette batterie est conçue pour offrir les meilleures performances à la fois en alimentation et en chargement, afin de répondre au mieux aux exigences des moteurs électriques associés. La puissance et l’autonomie de la batterie de traction lithium-ion dépendent notamment de son état thermique. La batterie de la 918 Spyder dispose donc d’un circuit de refroidissement liquide qui lui est propre.

Pour assurer l’alimentation en électricité de la batterie, Porsche a développé un nouveau système avec une interface de recharge Plug-In qui offre un potentiel de récupération considérablement accru. Située au niveau de l’arceau de sécurité côté passager, l’interface de recharge permet de relier directement la batterie au réseau domestique et de la recharger par ce biais. L’interface de recharge est proposée en version standardisée en fonction du pays. Situé à proximité de la batterie de traction, le dispositif de chargement convertit le courant alternatif du réseau électrique en courant continu, avec une capacité de chargement maximale de 3,6 kW. Ainsi, sur un réseau domestique d’une tension de 230 V, la batterie peut être rechargée en 4 heures à l’aide du câble de chargement fourni branché sur une prise sécurisée de 10 ampères. En outre, la 918 Spyder est également livrée avec une borne de recharge compacte qui peut être installée à demeure dans un garage domestique. Cette borne de recharge permet ainsi de recharger la batterie en près de 2 heures, indépendamment des spécificités locales du réseau électrique.

Récupération de l’énergie de freinage multipliée par trois

Pour assurer une récupération de l’énergie cinétique du véhicule en phase de freinage et une conversion en électricité bien plus efficace qu’aujourd’hui, les ingénieurs de Porsche ont créé une nouvelle génération de système de récupération. Aujourd’hui, un véhicule hybride Porsche récupère l’énergie de freinage jusqu’à une force de décélération de 0,15 g, ce qui correspond à un freinage où le conducteur applique une force d’environ 1,5 kg sur la pédale de frein. La 918 Spyder permet de récupérer l’énergie jusqu’à 0,5 g, soit une force de 11 kg sur la pédale de frein – plus de trois fois la quantité d’énergie récupérée actuellement. La 918 Spyder peut recourir aux deux moteurs électriques pour freiner, récupérant ainsi de l’énergie pour la batterie de traction. Le supercar est en outre équipé de série d’un système de freins en céramique PCCB.

Monocoque en PRFC pour une conception en alliage léger avec centre de gravité abaissé

Malgré le poids important des éléments composant ses moteurs électriques, ou plutôt grâce à eux, la 918 Spyder s’impose comme une référence en matière de conception légère. La structure porteuse de sa caisse consiste en un monocoque avec support pour le moteur, tous deux en plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC). Cette conception constitue un atout majeur pour assurer un poids à vide inférieur à 1 700 kg, un poids exceptionnel pour un véhicule hybride de cette puissance. Les éléments aérodynamiques ajustables assurent un aérodynamisme performant entièrement adaptable, permettant d’opérer un ajustement automatique entre efficacité optimale et dérive maximale.

Les éléments du groupe motopropulseur ainsi que tous les éléments d’un poids supérieur à 50 kg sont placés aussi bas et de manière aussi centrale que possible dans le véhicule. Il en résulte une répartition des masses idéale pour la dynamique de conduite, donnant un léger avantage à l’essieu arrière (57 % contre 43 % pour l’essieu avant), avec un centre de gravité considérablement abaissé. La position centrale basse de la batterie de traction, juste derrière le conducteur, contribue non seulement à la concentration des masses et à l’abaissement du centre de gravité, mais crée également les conditions thermiques idéales assurant le fonctionnement optimal de la batterie.

Un châssis issu du sport automobile avec roues arrière directrices

A l’instar des châssis de voitures de course, le châssis multibras de la Porsche 918 Spyder dispose en complément de technologies telles que le système de suspension active PASM ou les roues arrière directrices. Ce dernier dispositif consiste essentiellement dans des actionneurs électromécaniques montés sur chaque roue arrière. Asservi à la vitesse du véhicule, il permet ainsi de couvrir des angles de braquage de quelques degrés, dans les deux directions. Les roues arrière s’orientent ainsi dans le même sens que les roues avant ou dans le sens contraire. A vitesse réduite, ce système permet d’orienter les roues arrière dans le sens opposé à celui pris par les roues avant. Le véhicule gagne ainsi en agilité, en rapidité et en précision dans les virages, et le rayon de braquage diminue. A vitesse plus élevée, ce dispositif oriente les roues arrière dans la même direction que les roues avant, minimisant ainsi le tangage de l’arrière en cas de changement brusque de file. Le véhicule gagne ainsi en stabilité et en sécurité.

Une nouvelle supercar pour une nouvelle décennie

La 918 Spyder s’inscrit dans la lignée des supercars Porsche et assure leur pérennité en incarnant le fleuron de la technologie Porsche. Tout comme ses illustres prédécesseurs, qui se sont imposés comme les sportives ultimes de leur décennie, elle marie harmonieusement émotion et évolution, à l’image de la Carrera GTS, de la première Porsche Turbo, de la 959, de la 911 GT1 et de la Carrera GT. Et plus encore que ses illustres ancêtres, la 918 Spyder montre la voie à suivre pour le développement technologique des voitures de demain.

Caractéristiques techniques de la Porsche 918 Spyder*

Caisse : Spyder biplace ; monocoque en plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC) avec support pour le moteur en PRFC avec structure enchevêtrée ; toit Targa en deux parties ; arceaux de sécurité.
Motorisation : Architecture hybride parallèle ; moteur central V8 de 4,6 litres avec lubrification à carter sec ; module hybride avec moteur électrique et embrayage de coupure ; moteur électrique avec embrayage de coupure et boîte de vitesses sur l’essieu avant ; fonction de redémarrage automatique Stop Start ; récupération de l’énergie de bord ; 4 circuits de refroidissement pour les moteurs, la boîte de vitesses et la batterie ; gestion thermique.
Puissance : > 570 ch (moteur V8)
~ 90 kW (Module hybride de l’essieu arrière)
~ 80 kW (Moteur électrique de l’essieu avant)
> 770 ch (avec les trois moteurs)
Couple max.: > 750 Nm (avec les trois moteurs)
Régime max. : 9 000 tr/min
Puissance au litre : ~ 125 ch/l (moteur V8)
Transmission : Moteur thermique avec module hybride et boîte de vitesses associés pour former une seule unité motrice ; boîte de vitesses à double embrayage Porsche à 7 rapports (PDK) ; propulsion ; moteur électrique à l’avant avec boîte de vitesses pour l’entraînement des roues avant ; cinq modes de conduite activables au choix pour l’ensemble des moteurs.
Châssis : Essieu avant à doubles triangles ; système de relevage électropneumatique en option pour l’essieu avant ; direction assistée électromécanique ; suspension multibras avec direction électromécanique adaptative indépendante pour chaque roue ; amortisseurs bi-tubes à gaz à réglage électronique à l’avant comme à l’arrière, avec système Porsche Active Suspension Management (PASM).
Freins : Système de freinage hybride haute performance avec récupération adaptative de l’énergie ; disques de frein en céramique (PCCB).
Poids : Poids à vide normalisé (DIN) < 1 700 kg                           
Dimensions : Longueur 4 643 mm
Largeur 1 940 mm
Hauteur 1 167 mm
Voie 2 730 mm
Capacité du coffre (VDA) 100 l
Alim. électrique : Batterie Li-Ion de 6,8 kWh de capacité, 202 kW de puissance maximale et système de chargement Plug-In compatible avec le réseau électrique domestique.
Performances : Vitesse de pointe > 325 km/h
en mode entièrement électrique > 150 km/h
Accélération : 0 – 100 km/h < 3,0 s
0 – 200 km/h < 9,0 s
0 – 300 km/h < 27,0 s
Consommation :                                      avec les 3 moteurs ~ 3,0 l/100 km
(NEDC)
Emissions de CO2 : avec les 3 moteurs 70 g/km
Autonomie : en mode entièrement électrique > 25 km

* Chiffres provisoires

3/27/2012