Land_e, le concept technologique de Land Rover sur l’ e_terrain, met en avant de nouvelles initiatives pour l’environnement.

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Land Rover veut mettre en avant un catalogue complet de technologies innovantes – regroupées sous la formule ‘e-Terrain’ – qui réduisent à la fois la consommation de carburant et les émissions de CO2, tout en améliorant aussi l’éventail de qualités disponibles dans toute la gamme des 4×4 Land Rover. Le concept Land_e a été dévoilé lors de l’inauguration du 76ième Salon International de l’Automobile de Genève.

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Ces initiatives technologiques efficaces sont toutes illustrées par le Land_e, le concept technologique e-Terrain de Land Rover. Ensemble, elles contribuent à réduire potentiellement de 30% la consommation de carburant par rapport à un véhicule de taille et de performances comparables. La plupart seront disponibles de série sur les prochains modèles de la gamme Land Rover, dans les années à venir.

L’atout du Land_e, est qu’il permet de montrer que des technologies disponibles et adaptées – ajoutées à quelques nouveaux systèmes brevetés par Land Rover – peuvent fonctionner de la manière la plus innovante et efficace possible. Cela regroupe des avancées mécanique et électrique, qui permettent d’obtenir des améliorations, dans différents domaines qui vont des fonctions de la transmission, à l’efficacité du circuit de refroidissement, et de la gestion de la puissance de l’alimentation électrique, à l’efficacité de la direction assistée, et tout cela sans compromettre les qualités de tous les produits Land Rover, sur la route comme en tout-terrain.

« Les technologies e-Terrain sont des solutions pratiques, concrètes, réalisables », explique Matthiew Taylor, le directeur général de Land Rover. « Dans tous les cas, elles préservent – et dans la plupart des cas elles améliorent – l’éventail des capacités. Nous ne sommes pas prêts à diluer ce qui fait l’essence de la marque Land Rover. Mais nous sommes engagés à améliorer les économies de carburant et à réduire les émissions de CO2 ».

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Depuis les neuf dernières années, les émissions moyennes des modèles Land Rover ont baissé de 13%, un résultat à comparer aux progrès moyens de l’industrie automobile qui est de (-9,7%) dans ce domaine. En fait, les niveaux de CO2 émis par les Freelander Td4 diesel sont voisins de la plupart des breaks à la mode, et ceux du Discovery 3 TDV6 sept-places comparables à de nombreuses berlines. Enfin, les émissions de CO2 de la version 2006 du Range Rover V8 ont diminué de 11% par rapport à celle du modèle 2005.

En outre, plus de 90% de tous les Land Rover vendus actuellement en Europe sont équipés de moteurs diesel, ce qui leur permet de combiner la polyvalence d’un véhicule 4×4 avec les économies d’une voiture familiale classique.

Mais Land Rover veut aller beaucoup plus loin. Tout en adhérant aux valeurs essentielles de Land Rover, comme la polyvalence de véhicules tout-terrain, l’objectif des technologies du Land_e est de passer en dessous des 150g/km de CO2, ce qui correspond à une consommation moyenne, en cycle combiné, de 5,65 L./100 km pour un véhicule de taille comparable au Freelander actuel. De tels niveaux d’émissions de CO2 sont comparables à une voiture à essence du segment B, ou à une diesel du segment C, soit une amélioration de 30% par rapport aux chiffres actuels.

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Les technologies que le Land_e souhaite promouvoir sont:

Integrated Electric Rear Axle Drive (Commande électrique intégrée de l’essieu arrière)

ISG : Integrated Starter-Generator (Démarreur-générateur intégré)

Innovative Propshaft with Seamless Re-connect (Arbre de transmission innovant avec re-connection sans à-coup)

Terrain Response avec e-Mode

Compatibilité avec le Bio-diesel

ITP : Intelligent Thermal Programme (Programme thermique intelligent)

EPAS : Electric Power Assisted Steering (Direction assistée électrique)

IMES : Intelligent Management of Electrical Systems (Gestion intelligente des systèmes électriques)

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Commande électrique intégrée de l’essieu arrière (Integrated Electric Rear Axle Drive, IERAD): permet de fonctionner uniquement grâce à la puissance électrique, à petite vitesse, et améliore les qualités du 4×4 dans des conditions délicates.

La ‘commande électrique intégrée de l’essieu arrière’, utilisée en liaison avec le système de ‘démarreur-générateur intégré’ (ISG ) décrit ci-dessous, réduit les émissions en zone urbaine tout en améliorant le comportement tout-terrain.

La propulsion électrique unique proposée par Land Rover est différente de la technologie hybride utilisée par certains concurrents sur le marché du 4×4. Ils n’utilisent l’énergie électrique que pour l’essieu arrière, ce qui limite les possibilités en usage tout-terrain. Le système (Integrated Electric Rear Axle Drive, IERAD) de Land Rover améliore les performances en tout-terrain en s’ajoutant à la propulsion mécanique au lieu de la remplacer.

En tout-terrain, (Integrated Electric Rear Axle Drive, IERAD) procure un couple supplémentaire, en cas de besoin. Et parce que la puissance électrique permet d’offrir un couple maximum alors que le véhicule est immobile, il est surtout efficace à partir de zéro km/h. Ceci permet de disposer d’un meilleur contrôle à faible vitesse, et d’effectuer des démarrages en situations délicates, comme sur surface glissante ou lors d’un remorquage.

Sur la route, le couple supplémentaire procuré par l’IERAD (Integrated Electric Rear Axle Drive) à petite vitesse, a de multiples avantages. Il permet d’avancer lentement dans les embouteillages en ne se servant que de la puissance électrique pour accélérer jusqu’à 32 km/h sans faire démarrer le moteur, ce qui permet d’économiser le carburant et de limiter les émissions de CO2. Quand il le faut, le système ISG redémarre le moteur et le véhicule est alors propulsé par une combinaison de puissance électrique et d’énergie conventionnelle. En combinant le redémarrage plus tardif du moteur et l’assistance permanente de la propulsion électrique, la consommation diminue de manière significative.

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Quand des accélérations plus rapides sont nécessaires, le moteur thermique peut être redémarré immédiatement, donc, la conjonction du moteur conventionnelle et de IERAD (Integrated Electric Rear Axle Drive) fournit la puissance depuis le démarrage. Dans ce cas, le couple électrique supplémentaire fournit par le IERAD (Integrated Electric Rear Axle Drive) améliore de façon significative les accélérations sans effets secondaires, tant au niveau de la consommation de carburant que pour les émissions de CO2.

Ce couple électrique supplémentaire disponible à faible vitesse, en plus d’améliorer les capacités tout-terrain, augmente aussi l’efficacité générale du véhicule en utilisant de l’énergie stockée dans le système de batterie supplémentaire à haute tension. Complètement indépendant du système de la batterie classique de 12 volts, il s’agit d’un pack de batterie haute capacité au lithium-ion, qui est rechargé par l’énergie dégagée au freinage.

L’énergie dégagée pendant le freinage, au lieu d’être gaspillée, est récupérée dans le système de stockage d’une batterie à haut voltage. Quand le véhicule ralentit, le fait d’appuyer sur la pédale de frein permet aux arbres de transmission primaire et secondaire de transférer de l’énergie en provenance des roues vers l’ IERAD et donc de transférer l’énergie du freinage vers la batterie de stockage. Pour des freinages plus appuyés, voire des freinages d’urgence, le système conventionnel de freinage est conservé et reste complètement opérationnel, fonctionnant alors en conjonction avec la fonction de récupération d’énergie au freinage.

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Démarreur-générateur intégré (Integrated Starter-Generator, ISG) : réduit les émissions dans la circulation.

L’une des solutions à la fois les plus simples et les plus efficaces du Land_e pour réduire les émissions de CO2, c’est le ‘démarreur-générateur intégré’ (Integrated Starter-Generator, ISG). Ce dispositif remplace l’alternateur conventionnel et continue à être entraîné par une courroie traditionnelle. C’est un système ‘micro-hybride’ permettant d’arrêter automatiquement le véhicule, comme par exemple dans les embouteillages. Sous le contrôle du boîtier de gestion électronique (ECU), il redémarre le moteur rapidement et en douceur quand c’est nécessaire. Le moteur ne tourne pas pour rien au ralenti quand le véhicule est à l’arrêt, avec des avantages supplémentaires en termes de consommation de carburant et d’émissions de CO2.

La fonction combinée ‘arrêt démarrage’ de l’ISG et la récupération de l’énergie au freinage, fourni par l’IERAD, permettent de réduire potentiellement de 20% les émissions de CO2. En outre, les remarquables qualités tout-terrain qui sont l’essence même de Land Rover sont également améliorées.

L’arbre de transmission débrayable et embrayable sans à-coup’ (Innovative Propshaft with Seamless Re-connect) améliore les sensations de conduite tout en favorisant les économies.

L’arbre de transmission débrayable réduit de manière significative la consommation de carburant en limitant les pertes mécaniques. La transmission aux roues arrière est déconnectée automatiquement quand les conditions de l’ IERAD le permettent.
L’arbre de transmission débrayable et embrayable sans à-coup permet à l’arbre de transmission et aux arbres de roues de rester immobile, empêchant toute rotation inutile.

Quand un entraînement par l’essieu arrière est nécessaire, quand par exemple le système détecte un manque d’adhérence, le système embraye automatiquement et pratiquement instantanément l’essieu arrière. Non seulement la transmission permanente est réengagée beaucoup plus vite que sur des véhicules concurrents, mais le mode 4×4 est plus efficace quand il est reconnecté. Cet engagement sans à-coup de la transmission présente aussi des avantages en termes de sécurité. Elle n’affecte pas l’équilibre dynamique du véhicule de la même manière qu’une mise en fonction quatre roues motrices moins progressive et à vitesse plus lente.

Cette technologie renforce aussi le principe fondamental de Land Rover par la formule Terre Fragile « Tread Lightly ». En s’assurant que les vitesses des roues avant et arrière sont en phase, et avec le contrôle supplémentaire assuré par (le système IERAD, la configuration de transmission élimine virtuellement le patinage des roues, ce qui permet donc de limiter les dégâts sur des surfaces fragiles, comme par exemple de l’herbe.

Les systèmes ISG, (Integrated Electric Rear Axle Drive, IERAD) et l’arbre de transmission avec ‘Seamless Re-connect’ sont totalement compatibles avec tous les moteurs et toutes les transmissions Land Rover. Ils peuvent être adaptés sur tous les modèles et tous les marchés.

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Terrain Response avec e-Mode, pour économiser le carburant en ville.

Le Land_e prévoit six modes différents pour Terrain Response:

Le e-Mode est une nouveauté et se concentre principalement sur l’usage routier. Il configure tous les systèmes e-Terrain du véhicule pour favoriser les économies de carburant. Il conserve la possibilité d’accéder instantanément aux capacités quatre roues motrices de Land Rover, mais adopte des accélérations souples et permet des changements de rapport anticipé.

Les cinq autres modes sont déjà disponibles sur certains modèles de la gamme Land Rover : Conduite générale; Sable; Boue/Ornières; Herbe/Gravillons/Neige; Rocaille. Dans le Land_e, toutes les fonctions utilisent la combinaison du fonctionnement du moteur ou celle de l’Integrated Electric Rear Axle Drive (IERAD). Dans tous les modes tout-terrain, le moteur n’est jamais coupé, même si le véhicule est à l’arrêt.

En mode Sable, la puissance principale est fournie par le moteur. Le système IERAD (Integrated Electric Rear Axle Drive) contrôle le couple pour détecter un patinage des roues ou un ensablage. Il intervient si nécessaire pour arrêter le patinage ou rajouter du couple pour se sortir d’un passage en sable trop fin et trop profond.

En mode Boue/Ornières, la puissance principale provient aussi du moteur, alors que le couple supplémentaire est fourni par l’IERAD, en cas de boue plus épaisse ou d’ornières plus profondes.

En mode Herbe/Gravillons/Neige, le contrôle est plus important que la puissance, donc la puissance du moteur n’arrive que quand le véhicule est en mouvement. C’est l’IERAD qui permet de se sortir d’une mauvaise passe sans patiner, même sur des surfaces très glissantes, en surveillant en permanence le couple et en intervenant encore plus rapidement pour éviter un patinage des roues. Dans ce mode, le système IERAD peut répondre encore plus rapidement au patinage des roues que le système de gestion du moteur, et donc annuler le patinage initial en moins de 1/8e de tour de roue. Une valeur critique qui est suffisamment faible pour reprendre de l’adhérence et éviter une détérioration irrémédiable du terrain même sur de l’herbe mouillée. Aucun autre système ne peut réussir une telle performance.

En mode Rocaille, la vitesse d’évolution du véhicule est généralement inférieure à 8 km/h. Integrated Electric Rear Axle Drive (IERAD) fournit alors la source d’énergie primaire, augmentée si nécessaire par le couple normal du moteur. Dans tous les cas, le grand avantage de l’IERAD, c’est qu’un moteur électrique procure un couple maximum aux vitesses minimum, et donc la combinaison idéale entre puissance et contrôle.

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Bio-diesel : vers un carburant moins chargé en carbone.

L’engouement croissant pour le diesel est un bon moyen de réduire les émissions de CO2, avec des avantages encore plus nets si l’on utilise du Bio-diesel. C’est un carburant dérivé de sources d’énergie renouvelables et durables, comme par exemple des huiles naturelles de germes de soja, d’autres légumes faciles à cultiver ou de récoltes de céréales. Il est actuellement disponible dans le commerce sous forme de mélange de carburant d’origine bio, et de carburant tiré du pétrole, dans des proportions variables. Le Bio-diesel permet des émissions réduites par rapport au carburant d’origine pétrolière.

Actuellement, certains carburants comportent une proportion de 5% de biocarburant, mais la plupart des véhicules pourraient fonctionner avec 25% de Bio-carburant. C’est un objectif qui sera réaliste d’ici quelques années, d’autant qu’il est soutenu par l’industrie pétrolière et les gouvernements. Un véhicule fonctionnant avec 25% de Bio-carburant réduit de 25% ses émissions de CO2. La prochaine génération de biocarburants, à base de résidus de récoltes de céréales, est en train d’être développée. Elle permettra de réduire encore plus, et durablement, les émissions de CO2.

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D’autres technologies importantes peuvent faire la différence.

Au-delà de l’efficacité apportée par la technologie au niveau des trains roulants, le Land_e permet de mettre en avant d’autres technologies permettant d’économiser du carburant.

Le ‘programme thermique intelligent’ (ITP, Intelligent Thermal Programme) contrôle les paramètres du moteur, y compris la gestion de la température de l’échappement et les fonctions du système de refroidissement. Grâce à des échangeurs, le ‘système de récupération de chaleur de l’échappement’ (EHRS, Exhaust Heat Recovery System) utilise les calories qui sont normalement perdues pour favoriser une montée en température plus rapide du moteur et de la boîte de vitesses quand ils sont froids, avec plusieurs avantages. Monté de série, l’ITP peut aussi contrôler des ‘aéro vannes actives’ (Active Aero Vanes) permettant de ne pas utiliser certaines parties de l’ordinateur dans certaines conditions. Ceci réduit les changements rapides de mouvement d’air au centre du radiateur et dans le compartiment moteur quand le refroidissement de l’air n’est pas nécessaire, par exemple si la température ambiante est basse, et quand le moteur fonctionne dans des conditions de faible charge. Les vannes devraient aussi être fermées lors de la montée en température du moteur, toujours pour que le moteur arrive le plus vite possible à sa température optimale de fonctionnement. Une mise en température plus rapide du moteur et du pot catalytique réduit de manière significative les émissions dès les premières minutes du fonctionnement du moteur après un démarrage à froid. En permettant aussi à l’huile du moteur et de la boîte de vitesse d’arriver plus rapidement à leur température de fonctionnement, cela réduit les pertes dues aux frottements mécaniques.

Le contrôle électronique du thermostat et de la température du liquide de refroidissement est beaucoup plus précis qu’avec un système conventionnel, permettant au moteur de fonctionner à une température plus proche de sa température optimale. Le système est aussi doté d’une pompe à eau électrique qui, à la différence d’une pompe à eau entraînée par le moteur et commandée par une courroie, ne fonctionne que quand cela est nécessaire et à des vitesses variables. Ceci évite qu’elle tourne à une vitesse trop élevée, à la fois inutile et inefficace. Ces économies d’énergie mécanique, le contrôle de la température optimale et un réchauffement plus rapide du moteur au démarrage, permettent de réduire encore plus les émissions de CO2.

D’autres avantages significatifs sont apportés par la technologie de la ‘direction assistée électrique’ (EPAS, Electric Power Assisted Steering). L’EPAS élimine complètement l’assistance à pompe hydraulique d’un système conventionnel et agit directement sur la crémaillère de direction, grâce à un servomoteur électrique. Ceci permet d’éliminer les pertes générées par la puissance liées au fonctionnement de la pompe hydraulique, y compris les pertes significatives quand la pompe fonctionne à haute vitesse même quand l’assistance n’est pas nécessaire. Ceci favorise aussi une réduction notable des émissions de CO2 par rapport à un système hydraulique commandé par courroie. La fourniture d’énergie électrique à haute tension, rendue possible par l’ISG, permet aussi de disposer d’une assistance plus puissante quand les conditions l’exigent, comme par exemple en usage tout-terrain.

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Toutes les fonctions du système électrique sont contrôlées par l’IMES (Intelligent Management of Electrical Systems), avec encore d’autres avantages en termes d’efficacité. Le système fonctionne en circuit fermé et permet de contrôler la charge de la batterie, les exigences du système électrique du véhicule, la vitesse et la charge du générateur. Il utilise les données enregistrées pour s’assurer que tout le système électrique fonctionne de la manière la plus efficace possible. Il ne charge la batterie que quand c’est nécessaire, évitant ainsi la ‘surcharge’ provoquée par des systèmes ‘non-intelligents’, et à moins que ce soit absolument nécessaire, il évite de charger la batterie quand les conditions diminuent sa capacité de charge, par exemple lorsque la température ambiante est inférieure à 10°C. Il régule aussi les charges électriques élevées jusqu’à ce que l’alternateur fonctionne avec une efficacité maximum, ce qui permet de réduire encore plus les émissions de CO2.