Le guide DaimlerChrysler vers une mobilité durable

L'énergie de demain;
Optimisation des moteurs à combustion, carburants propres, carburants hybrides, piles à combustible

A court comme à moyen terme, DaimlerChrysler a décidé de continuer à privilégier les moteurs à essence et au diesel, lesquels recèlent encore un potentiel de développement substantiel. Par ailleurs, le Groupe collabore avec l'industrie pétrolière pour développer des carburants 'synthétiques' respectueux de l'environnement, tels ceux obtenus au départ du gaz naturel ou de la biomasse. Parallèlement, DaimlerChrysler développe des systèmes de propulsion hybrides destinés à servir de paliers intermédiaires sur la voie d'une mobilité n'engendrant plus aucun rejet, grâce aux véhicules équipés de piles à combustibles.

DaimlerChrysler a mis en œuvre des technologies novatrices et de nouveaux concepts qui lui ont permis, depuis 1995, de réduire de 17% les rejets de dioxyde de carbone (CO2) de ses véhicules pour le seul continent européen – un chiffre supérieur à tout ce qui a été réalisé dans ce domaine par les autres constructeurs automobiles. Grâce à son nouveau système d'injection directe par rampe commune, la consommation des voitures particulières fonctionnant au diesel a diminué de plus de 25% au cours de la même période, alors que le confort de conduite et le plaisir de pilotage ne cessaient de s'améliorer.

Un brillant avenir s'ouvre aux moteurs diesels, grâce à la technologie CDI

En 1997, Mercedes-Benz a inauguré une nouvelle ère pour les moteurs diesels destinés à équiper les voitures particulières, en lançant son système d'injection directe à rampe commune. Grâce à cette technologie, les ingénieurs ont réussi non seulement à réduire la consommation de carburant de plus de 10% par rapport aux moteurs diesels conventionnels, mais aussi à élever leur performance et leur confort de conduite jusqu'à un niveau comparable à celui des meilleurs moteurs à essence (dans leurs catégories de volume respectives). Avec le lancement de la seconde génération des moteurs CDI en 2002, la performance, l'économie et les rejets d'émissions ont une fois de plus connu une amélioration significative.
En 2004, DaimlerChrysler proposera une version diesel de la Jeep® Liberty 2,8 CRD, le premier VUS léger fonctionnant au diesel lancé sur le marché américain.
A l'heure d'aujourd'hui, DaimlerChrysler concentre toutes ses capacités d'innovation sur la réduction des rejets de particules et des émissions d'oxyde d'azote, jusqu'à atteindre des limites frôlant le seuil du mesurable; pour ce faire, le Groupe recourt à la technologie du CDI et aux futurs processus de combustion homogène du diesel. Un nouveau jalon a également été posé en octobre 2003 dans le domaine du post-traitement des gaz d'échappement : avec l'introduction du tout premier piège à particules sans additifs du monde, il est désormais possible de respecter dès aujourd'hui les limites très strictes qui ont été fixées par l'Europe en matière de rejets et que devront respecter tous les nouveaux véhicules en 2005 (normes EURO 4). Mercedes-Benz intégrera progressivement cette technologie sur ses autres véhicules diesels CDI.

smart fortwo cdi : la meilleure vente dans la catégorie des 3 litres diesels
La technologie CDI renforce significativement les valeurs de sortie et le couple des véhicules diesels, combinant ainsi un plaisir de pilotage décuplé et des caractéristiques de roulage parfaitement fluides. Ces propriétés peuvent également être adjointes aux petits blocs CDI, comme en atteste avec brio la smart fortwo cdi, une petite citadine deux places dévoilée en primeur en Europe. Avec une cylindrée de 0,8 litres seulement qui lui permet de développer 30 kW/41 ch, son moteur n'est pas seulement le plus petit bloc CDI du monde à ce jour : il équipe aussi la voiture qui se vend le mieux dans la catégorie de consommation la plus basse d'Europe – la catégorie dite des 3 litres.

Des moteurs à essence beaucoup moins gourmands

Les ingénieurs de DaimlerChrysler entrevoient également un potentiel de développement phénoménal pour les moteurs à essence. Dès à présent, les blocs six cylindres qui équipent les voitures Mercedes-Benz figurent d'ores et déjà au nombre des moteurs les plus respectueux de l'environnement dans leur catégorie. Lors des mesures de rejets, les émissions de polluants de tous les moteurs V6 testés sont clairement restés sous les limites pourtant draconiennes de la norme européenne Euro4.

Suralimentation et injection directe, pour une efficacité améliorée
Pour y parvenir, les développeurs d'unités de motorisation utilisent la suralimentation afin de conserver un volume de cylindrée modeste en dépit de la performance accrue, ce qui entraîne une diminution des pertes par friction et une amélioration de l'efficacité thermodynamique.

L'injection directe d'essence ouvre également des perspectives prometteuses en matière de réduction significative de la consommation de carburant. Grâce à ses moteurs CGI (injection d'essence à charge stratifiée), DaimlerChrysler a déjà préparé le terrain pour élargir ses développements futurs et continuera à travailler systématiquement sur l'approfondissement de cette technologie sophistiquée.

Des carburants plus propres pour réduire les rejets

DaimlerChrysler apporte également son soutien à l'amélioration des carburants afin d'encourager les progrès réalisés dans le domaine des technologies de motorisation et de leur utilisation à l'échelle globale. Au niveau mondial, les carburants présentent des différences significatives en termes de qualité. Dans certains pays, par exemple, le diesel se caractérise par un indice de cétane nettement inférieur à 50 tout en contenant une proportion importante de soufre, ce qui augmente les rejets et met en péril le recours aux technologies avancées d'injection du carburant et aux systèmes de post-traitement des gaz d'échappement.

Avant toute chose, DaimlerChrysler encourage l'utilisation des carburants diesels améliorés, afin d'apporter une réponse satisfaisante au défi que recèle la réduction drastique des rejets polluants.

Les technologies de liquéfaction chimique exploiteront le potentiel du gaz naturel
Le gaz naturel, toujours brûlé en grandes quantités lors de l'extraction du pétrole brut, pourrait être transformé localement en carburant GTL (liquéfié chimiquement), c'est-à-dire en carburant condensé à haute teneur énergétique. Cette conversion est déjà effectuée à l'échelle industrielle dans une première unité de production – d'autres devant venir la rejoindre dans les années à venir. DaimlerChrysler suit ce développement avec intérêt et application, en collaboration avec ses partenaires de l'industrie pétrolière.

Les carburants biogéniques

La production de carburants biogéniques, également appelés BTL (biomass-to-liquid) pourrait même s'avérer plus avantageuse encore. La biomasse est mise en œuvre dans la production de carburant sans qu'il y ait la moindre génération de déchets. Lors de la combustion à l'intérieur du moteur, la quantité de dioxyde de carbone libérée ne dépasse pas celle absorbée dans l'atmosphère par les plantes durant leur période de croissance. Le bilan du dioxyde de carbone est donc équilibré, et notre atmosphère ne souffre pas de rejets de CO2 supplémentaires.

A la mi-2003, DaimlerChrysler a lancé le premier diesel synthétique du monde, produit à partir de la biomasse. Ce nouveau biocarburant peut être mélangé sans réserves aux carburants conventionnels. Les chercheurs étudient actuellement s'il peut être utilisé à l'état pur. Les carburants biogéniques sont totalement exempts de soufre et d'aromates polycycliques tout en présentant des propriétés qui peuvent être très précisément contrôlées, ce qui permet d'optimiser le binôme carburant-processus de combustion.

La propulsion hybride – une étape intermédiaire

Les véhicules hybrides à faible consommation, dotés d'un moteur électrique et d'une groupe électrogène actionnée par un moteur à explosion, recèlent le potentiel pour devenir une technologie vitale dans un proche avenir. DaimlerChrysler les considère comme une étape intermédiaire significative sur la voie menant à la pile à combustible, la cible à long terme de la stratégie de propulsion du Groupe.
Depuis les années '80, DaimlerChrysler a mis au point plus de 20 prototypes fonctionnant selon la technologie des carburants hybrides. Tout récemment, le Groupe a présenté à Bruxelles son concept-car F500 Mind, équipé d'une combinaison performante alliant un moteur diesel V8 et un moteur électrique – l'ensemble consommant 20 pour cent de carburant en moins qu'un bloc de motorisation CDI comparable.

Le Dodge Ram Hybrid en constitue un autre exemple : ce dernier ne sert pas seulement de véhicule, mais aussi de module mobile de production d'électricité, grâce à son groupe électrogène intégré. En d'autres termes, il permet de faire fonctionner les appareils et équipements électriques de manière autonome, même sur des sites isolés, coupés de tout raccordement au réseau d'alimentation électrique.

La pile à combustible – le système de propulsion de demain

A long terme, c'est la pile à combustible qui offre les meilleures perspectives pour minimiser l'impact environnemental de la mobilité individuelle que procure la voiture. En effet, la pile à combustible utilise de l'hydrogène pur – ou un convoyeur d'hydrogène – comme carburant, et ne génère donc aucun polluant. Réagissant chimiquement avec l'oxygène, l'hydrogène est converti en énergie électrique pour faire tourner un moteur électrique – la seule émission résiduelle étant de la vapeur d'eau. En conséquence, la voiture fonctionnant sur le principe de la pile à combustible est un authentique véhicule 'zéro émission' (VZE). Globalement, les moteurs à pile à combustible se caractérisent par un niveau d'efficacité deux fois plus élevé qu'un moteur à essence.

Les chercheurs de DaimlerChrysler planchent sur l'application pratique de la technologie des piles à combustible depuis le début des année 1990 et s'attachent à ouvrir des voies inexplorées dans ce domaine prometteur. Quelque 20 véhicules et prototypes d'essai ont été développés et testés au cours des dix dernières années, à mesure que progressait la technologie de la pile à combustible.
Avec la Chrysler Town & Country 'Natrium', dévoilée en 2001, DaimlerChrysler a mis en évidence une nouvelle approche novatrice et non conventionnelle du stockage de l'hydrogène : ce dernier est généré au départ de borohydrure de sodium, un sel blanc, embarqué à bord du mini-van.

En 2002, la NECAR 5, prototype à pile à combustible fonctionnant au méthanol, a pour sa part établi un record de distance au Etats-Unis. Elle a été pilotée de San Francisco à Washington, faisant par là même la preuve irréfutable de la performance dont était capable la technologie des piles à combustible.

Enfin, avec l'étude conceptuelle Jeep Treo, DaimlerChrysler présente la voiture à pile à combustible de demain, équipée de deux moteurs électriques.

La pile à combustible testée en conditions quotidiennes

Chez DaimlerChrysler, la propulsion par pile à combustible a dépassé le simple stade de la recherche en 2003. Désormais, des véhicules équipés de cette technologie de propulsion sont quasiment fabriqués en série, au départ de la plate-forme de la Mercedes-Benz Classe A. Lancés en 2003, soixante de ces véhicules baptisés 'F-Cell' sont actuellement testés en conditions d'utilisation quotidiennes par des clients vivant aux Etats-Unis, en Europe, au Japon et à Singapour. En finalisant cette étape, DaimlerChrysler entend bien démontrer que le marché est mûr pour le lancement de cette technologie de propulsion du futur.

Actuellement, trente autobus équipés d'une pile à combustible desservent journellement quelques lignes régulières de dix villes européennes. Cette année, trois autres véhicules du même type seront livrés à Perth (Australie). Depuis 2001, Hermes, société allemande de livraisons expresses, utilise un Sprinter pourvu d'une telle pile pour ses déplacements quotidiens à Hambourg (Allemagne). Mis en service 2004 par UPS, un Dodge Sprinter, version pile à combustible, fera lui aussi ses preuves au jour le jour aux Etats-Unis. D'ici la fin 2004, DaimlerChrysler possédera donc plus de 100 véhicules à pile à combustible sur les routes, ce qui lui permettra de se forger une expérience appréciable grâce au feed-back obtenu lors de ce fonctionnement en conditions réelles.

Une initiative lancée en coparticipation et regroupant DaimlerChrysler, UPS et l'agence américaine EPA (Agence de protection de l'environnement) a été agréée en mai 2003 pour effectuer les tests pratiques destinés au lancement de véhicules à pile à combustible dans le segment des livraisons commerciales.

Créer une infrastructure pour la pile à combustible

Pour préparer le marché à l'énergie de demain, DaimlerChrysler a prêté son concours à la création de l'initiative California Fuel Cell Partnership à Sacramento (Californie), qui regroupe des constructeurs automobiles, des compagnies de distribution d'énergie, des fabricants de piles à combustible et des agences gouvernementales. Le but poursuivi est de tester en conditions d'utilisation journalières des véhicules équipés d'une pile à combustible afin de déterminer les conditions préalables à la mise en place d'une infrastructure d'alimentation et d'étudier les possibilités de commercialisation ainsi dégagées.

Une infrastructure opérationnelle permettant l'approvisionnement en 'carburant' devra effectivement être mise en place avant que les véhicules à pile à combustible puissent être mis à la disposition du citoyen lambda. Ce défi appelle un engagement et une coopération de tous – instances politiques, industrie pétrolière et secteurs économiques – et ce, à l'échelle du monde entier.