La cinquième saison de Formule E, le championnat mondial réservé aux voitures entièrement électriques, bat à présent son plein. Scientific American a interviewé Sylvain Filippi, le directeur général et responsable technique de Virgin Racing, une écurie britannique, afin d'en savoir plus sur le fonctionnement interne des Formules E et sur la manière dont cette technologie pourra trouver son chemin jusque dans notre quotidien.
La Formule E est le fer de lance de la technologie automobile.
SF: Par définition, les voitures en Formule E sont entièrement électriques. Aucun carburant fossile n'entre en jeu. Outre les éléments essentiels du véhicule, comme le châssis et la suspension qui sont similaires à d'autres monoplaces de pointe, la Formule E se compose d'une batterie, d'un onduleur, d'un moteur électrique, d'une boîte de vitesses, d'un différentiel, de circuits haute et basse tension, de logiciels et de systèmes de contrôle. Tout cela forme le groupe motopropulseur. Les éléments de la carrosserie et l'aérodynamique sont les mêmes pour toutes les écuries. La feuille de route technique définie par la Fédération internationale de l'Automobile (FIA) favorise le développement d'un groupe motopropulseur aussi efficace que possible tout en étant extrêmement léger. L'idée est que l'équipe qui a le groupe motopropulseur le plus performant, c'est-à-dire qui consomme le moins d'énergie par kilomètre parcouru, aura aussi la voiture la plus rapide.
Les Formules E ont encore beaucoup de chemin devant elles avant de rattraper leurs rivales, les Formules 1. Mais leur technologie évolue vite.
SF: Au cours de la première saison, en 2014, toutes les équipes ont utilisé les mêmes voitures afin de lancer rapidement le championnat. L'année suivante, le règlement s'est assoupli et a permis aux écuries et aux constructeurs de concevoir leur propre groupe motopropulseur. Au cours des trois dernières saisons, la puissance en course est passée de 150 à 180 kilowatts (kW) alors que celle autorisée pour les qualifications est de 200 kW. Pendant la même période, le poids du groupe motopropulseur a été réduit de 20 kilogrammes au moins et l'efficacité générale du système a fait un bond en avant. Les voitures réalisent à présent de meilleurs temps même en ayant toutes la même quantité d'énergie disponible, 28 kW/h.
La dernière génération de voitures de course est plus puissante et a une meilleure autonomie.
SF: Notre voiture «Gen 2» arrive avec un châssis, une batterie et un groupe motopropulseur révolutionnaires. L'énergie stockée a presque doublé, passant de 28 à 52 kWh, et le rendement électrique a encore augmenté, la puissance en course passant de 180 à 200 kW et celle en qualification de 200 à 250 kW. Mais le plus grand changement, l'amélioration de la capacité énergétique, rend caduc d'avoir deux voitures par pilote et sonne le glas à l'arrêt aux stands à mi-course. Les pilotes peuvent maintenant disputer toute la course [45 minutes plus un tour] avec une seule Formule E. Étant donné que les niveaux de puissance augmentent, la conclusion logique est que l'efficacité du groupe motopropulseur est aussi améliorée. Toutes ces améliorations sont palpitantes et ouvrent la voie à la nouvelle génération de voitures électriques grand public qui apporteront non seulement un plaisir de conduite, mais qui auront une autonomie bien plus importante.
Le transfert technologique entre les Formules E et les voitures grand public est rapide.
SF: La plupart des grands constructeurs et des équipementiers automobiles au monde sont maintenant impliqués dans le championnat. Ils utilisent les programmes de développement des véhicules de course pour tester des technologies de pointe, qui, une fois avoir fait leurs preuves sur les circuits, seront appliquées à la production de voitures grand public. C'est la raison pour laquelle la feuille de route technique de la FIA met l'accent sur l'efficacité du groupe motopropulseur. Cela reflète une des préoccupations majeures des constructeurs pour les voitures sur route: les groupes motopropulseurs haute performance. Autrement dit, les véhicules électriques seront capables d'aller plus loin avec une quantité donnée d'énergie stockée dans la batterie. Et comme la densité énergétique des batteries augmente également, l'autonomie des voitures électriques sur la route s'améliore rapidement, ce qui en fait une alternative entièrement viable face aux voitures roulant avec un carburant fossile.
Et cette technologie ne s'arrête pas qu'aux voitures.
SF: L'histoire est remplie d'échanges technologiques entre les sports automobiles et l'industrie aérospatiale et cela pourrait bien être le cas aussi avec la Formule E.
L'industrie de l'aviation commence à réfléchir à des avions hybrides/électriques qui seraient l'application rêvée pour les moteurs électriques et les onduleurs légers et haute-densité mis au point dans la Formule E. Les logiciels et les systèmes de contrôle sont également un domaine de la Formule E dont les nombreuses innovations seront bénéfiques à une large palette de solutions connectées de mobilité.
Vient ensuite la mobilité électrique intelligente, comme les avancées dans les énergies renouvelables, les véhicules connectés et autonomes ainsi que les villes intelligentes. La combinaison de tous ces domaines de travail débouchera sur des systèmes de transport intelligents et intégrés qui amélioreront considérablement la vie des gens.
