Le projet FALCON
Initié en 2017, le projet FALCON (Flexible & Aerodynamic truck for Low CONsumption) avait pour objectif de réduire la consommation de 13 % sur un ensemble routier complet.
Il a été mené par Renault Trucks avec un consortium de partenaires composé de Faurecia, Michelin, Total, Fruehauf, Wezzoo, BeNomad, Styl'Monde, Polyrim, Enogia, IFPEN, l'École Centrale de Lyon (LMFA) et de l'IFSTTAR devenu l’Université Gustave Eiffel. Il a fait objet d'un financement public français via le Fonds Unique Interministériel (F.U.I.).
De ce projet est né le véhicule laboratoire Optifuel Lab 3. Après 18 mois de mise au point, 6 mois d’essais sur piste et sur route ouverte et 15 500 kilomètres parcourus, Renault Trucks a validé ses hypothèses. Le constructeur mesure une réduction de la consommation de 12,5 % par rapport au Renault Trucks T série attelé à une remorque standard. Soit 3,75 litres de carburant et 9,8 kg de CO2 économisés aux 100 km.
Modalités des essais
Les ingénieurs de Renault Trucks ont utilisé un cycle d’essai statistiquement représentatif de l’usage grand routier, composé de 68 km en milieu régional et 136 km sur autoroute.
Les tests avec Optifuel Lab 3 ont été constitués d’essais sur piste fermée à La Valbonne et sur route ouverte auxquels se sont ajoutées des simulations qui ont permis d’analyser et de corréler les mesures.
En parallèle, des essais ont été effectués avec un véhicule de référence dont les caractéristiques géométriques et de chaîne cinématique étaient similaires au véhicule laboratoire (Renault Trucks T 480, équipé d’une semi-remorque bâchée Fruehauf).
Chacune des technologies développées dans le cadre du projet a d’abord été évaluée de manière indépendante puis globalement.
Les chaînes cinématiques des véhicules Optifuel Lab 3 et de référence ont été préalablement rôdées, afin d’assurer la représentativité des deux véhicules.
Un aérodynamisme amélioré
Pour expliquer les gains de consommation de l'Optifuel Lab 3, Renault Trucks met d'abord en avant les améliorations aérodynamiques de l'ensemble expérimental. On remarque tout de suite la cabine du tracteur, qui possède un museau légèrement allongé vers l’avant comme le permet la nouvelle règlementation européenne sur les poids et mesures maximum.
Cet appendice permet notamment d'améliorer le coefficient de pénétration dans l'air. Le constructeur français a aussi remplacé les rétroviseurs et antéviseurs traditionnels par un système de caméras.
Toutefois, la principale source d'économie de carburant vient de la semi-remorque à géométrie adaptable Fruehauf, présentée en 2019 lors du dernier Solutrans.
L’évaluation du gain de trainée aérodynamique a été réalisée en utilisant la procédure de la règlementation officielle CO2. Une mesure de couple à la roue a été faite à deux vitesses constantes : faible vitesse (~15 km/h) et haute vitesse (~90 km/h) en respectant la séquence d’essai définie par la Commission européenne.
Cette procédure a été utilisée pour évaluer la contribution au gain aérodynamique du tracteur seul, puis du convoi complet Optifuel Lab 3.
La traduction des gains de trainée aérodynamique en gain en consommation de carburant a ensuite été réalisée par simulations sur le cycle représentatif client défini dans le projet, avant d’être confirmée par des essais sur route ouverte.
Un système Rankine
Outre l'aérodynamique, Optifuel Lab 3 innove en matière d'efficacité du rendement énergétique via son système de récupération de chaleur Rankine.
Sur les poids lourds actuellement sur le marché, environ un tiers de l'énergie fournie par le carburant se perd en chaleur. Avec un système Rankine, qui consiste à placer un échangeur de chaleur sur l’échappement ou sur le circuit de refroidissement, une partie de cette énergie perdue est récupérée pour être réutilisée par le groupe motopropulseur.
Les ingénieurs de Renault ont comparé les deux architectures différentes (récupération sur l’échappement et sur circuit de refroidissement) et différents fluides réfrigérants ont également pu être évalués. La mesure du gain de consommation de carburant a été réalisée sur banc composant en coopération avec l’Université de Liège.
Les autres sources d'économie de carburant viennent de solutions technologiques déjà appliquées dans les modèles de série, comme l’utilisation de pneus Michelin connectés à très basse résistance au roulement, de lubrifiants Total nouvelle génération à faible viscosité pour le moteur, la boîte de vitesses et le pont, ainsi que de fonctionnalités prédictives d’aide à la conduite économe.
Si le projet FALCON a permis de confirmer la pertinence des technologies employées pour atteindre l’objectif de réduction de consommation, Renault précise que l'Optifuel Lab 3 n’a pas vocation à être commercialisé sous cette forme. Seules les technologies les plus performantes pourraient être intégrées sur des camions de série.
