Audi Al2 de 1997 – Le concept car préfigurant l’A2

Audi Al2 de 1997 – Le concept car préfigurant l’A2

Au salon automobile de Francfort – IAA 1997, Audi a dévoilé un concept car d’une voiture efficiente, légère, spacieuse, économique et confortable pour les centres urbains : l’Audi Al2. Elle annonçait l’Audi A2 de série apparue en 1999 et reprenait les bases d’un précédent projet interne non dévoilé : l’Audi W10 « Ringo » de 1995.

L’Audi Al2 concept voulait inspirer les gens : une technologie fascinante avec une nouvelle légèreté. C’est l’expression de la créativité, des solutions sur mesure; la symbiose entre des exigences contradictoires: sécurité et construction légère, plaisir de conduire et faible consommation de carburant, confort et faible poids, bonnes performances de conduite et beaucoup d’espace. Cela montre que la construction automobile a encore un potentiel de surprises. Audi démontrait encore une fois avec ce showcar son concept «Vorsprung durch Technik» (l’avancée par la technologie).

L’Audi Al2 était un concentré de nouvelles technologies pour son époque :

– Évolution de la technologie aluminium avec l’Audi Space Frame (ASF) de deuxième génération : cette étude a repris les bases de l’ASF concept de 1993 préfigurant l’Audi A8. C’est de là que l’Al2 puise son nom : «Al» est l’abréviation chimique de l’aluminium, le «2» pour la deuxième Audi faisant appel à cette technologie. Grâce à cet alliage, son poids est grandement réduit : 810 kg avec l’équipement complet et 750 kg dans la version de base.

– Le premier moteur à essence à injection directe à trois cylindres au monde avec technologie à cinq soupapes : cylindrée de 1,2 litres et puissance de 75 ch (55 kW). Les ingénieurs Audi ont utilisé l’expérience des hautes pressions d’injection issues de la technologie d’injection directe, permettant de réduire de 15 à 20% la consommation moyenne par rapport à un moteur à essence conventionnel de l’époque.

– Conception du véhicule comme un concept de plateau avec un double plancher. Malgré la longueur totale compacte de seulement 3,76 mètres, les passagers peuvent jouir d’un excellent confort d’assise à l’avant et à l’arrière. Il y a aussi des airbags latéraux dans les dossiers des sièges avant et des airbags rideaux dans les montants de toit pour tous les occupants.

– En outre, de nombreuses innovations techniques et des solutions détaillées telles que le radar adaptatif, le système d’appel et de navigation d’urgence, des capteurs photosensibles pour les fonctions d’ouverture sans contact et de nombreuses autres solutions d’équipements créatifs.

– Boîte de vitesses manuelle automatisée avec tiptronic : la bonne efficience et le faible poids d’une boîte de vitesses manuelle à cinq rapports sont combinés avec la commodité d’un embrayage automatique offrant plus d’économie, de confort et de plaisir de conduite.

L’Audi Al2 pouvait faire plus avec moins de ressources et d’énergie. La somme de la légèreté et de la technologie efficace déplaçait les pierres angulaires automobiles habituelles. Avec une réduction de la consommation moyenne allant jusqu’à 40% par rapport aux voitures compactes comparables dotées de la technologie de carrosserie conventionnelle et du moteur à essence conventionnel, cette faible consommation ne pouvait être atteinte que par les petites voitures à moteur diesel. D’un autre côté, des performances de conduite avec 75 ch (55 kW) étaient possibles associées à la légèreté de l’Al2, ce qui ne pouvait être obtenu qu’avec des voitures compactes conventionnelles avec un moteur beaucoup plus puissant. L’Al2 accélère de 0 à 100 km/h en moins de 12 secondes, atteint une vitesse de pointe de plus de 170 km/h et, grâce à son couple moteur de 115 Nm à 3000 tr/min, a de très bonnes reprises pour cette catégorie. Et tout cela avec un espace généreux, avec un équipement sophistiqué et avec la sécurité typique d’Audi. Il en résulte une nouvelle facilité de conduite.

Design
À l’intérieur, la vue s’élève immédiatement sur un toit en plastique transparent vert clair. Cinq lignes, supportant des nervures longitudinales en métal léger, subdivisent le module de toit transparent.

La carrosserie étirée de l’Audi Al2 avec toutes ses surfaces et son volume, qui a un coefficient de traînée (Cx) remarquable de 0,25, reprend s’inspire du design aérodynamique des Zeppelin, tout en rappelant le langage de design typique des Audi TT et Audi A6 C5.

À l’avant du véhicule, les phares à barre optique montrent également leur haute technologie de l’intérieur vers l’extérieur : une seule source de lumière est distribuée à quatre lentilles via des guides de lumière et des lentilles. La nouvelle technologie économise la profondeur et le poids de l’installation et illumine parfaitement la route

La vue latérale de l’Al2 se caractérise par son empattement long, le design typique Audi des vitres latérales et le dos légèrement étiré à l’intérieur. À l’arrière, un becquet étroit sur la lunette arrière assure une bonne aérodynamique. Une bande lumineuse intégrée sert également de troisième feu stop.

La légèreté esthétique se poursuit jusque dans les moindres détails, comme le bouchon du réservoir en aluminium ou les enjoliveurs transparents en plastique vert clair.

Cela vaut également pour l’intérieur, qui est conçu avec une «perspective». Des tubes fluorescents étroits sont intégrés dans les cinq lignes de toit. Cela crée l’atmosphère luxueuse et spacieuse d’un bâtiment en dôme, même la nuit. Les poignées de porte décalées, la console centrale et la trappe coulissante semblent flotter librement dans l’habitacle. Même les surfaces de l’assise et du dossier sont faites d’un matériau en fibre semi-transparente qui laisse passer la lumière et l’air.

Cette transparence en fait une expérience esthétique pour les sens et inspire la légèreté.

L’aluminium (peu courant dans l’automobile à cette époque) et les plastiques transparents sont combinés avec des tissus et fibres naturels de couleur beige et sable. L’harmonie de la nature et de la technologie trouve même son équivalent symbolique dans les bouches d’aération et les grilles de radiateur : elles montrent un motif en nid d’abeille.

Construction légère ASF
La tâche de l’Audi A8 à l’époque était la suivante : être un véhicule de luxe haut de gamme et léger. Cela a été réalisé de manière impressionnante avec l’A8 D2 succédant à l’Audi V8. Avec l’Audi Al2, l’objectif était d’offrir du plaisir de conduite et ouvrir la porte au prochain millénaire automobile. Audi voulait un véhicule extrêmement respectueux de l’environnement, mais en aucun cas être en deçà des normes élevées d’Audi en matière de confort et de sécurité. La réponse technique était de concevoir une carrosserie entièrement en aluminium avec la technologie ASF (Audi Space Frame).

Audi intègre de grandes pièces en tôle d’aluminium porteuses dans une structure de cadre en aluminium à haute résistance. Le cadre en treillis se compose de profils extrudés qui sont connectés via des nœuds en moulage sous pression sous vide. Après quatre ans d’expérience de production avec l’Audi A8, les spécialistes de la carrosserie présentaient un châssis spatial de deuxième génération. Grâce à des processus optimisés, le nombre de nœuds présents dans l’Al2 a pu être réduit.

Dans la plupart des cas, l’optimisation de la technologie de connexion permet la formation de nœuds par soudage bout à bout des profils extrudés. En raison de ce que l’on appelle le « formage interne à haute pression », les opérations de pliage et de fraisage peuvent également être considérablement réduites. En conséquence, l’Audi Space Frame de deuxième génération est encore plus léger et – en particulier en relation avec le concept de plateau – encore plus rigide.

Avec l’optimisation conséquente du poids de toutes les autres unités, le poids total de l’Al2 n’est que de 750 kg ou 810 kg dans la configuration complète illustrée. C’est environ 250 kg de moins qu’avec une construction en acier conventionnelle. En plus du moteur efficient, c’est la clé de la très faible consommation de carburant de l’Al2. Ce concept a ouvert une voie complètement nouvelle et indépendante vers un avenir automobile orienté vers l’environnement – comme ce fut le cas auparavant avec l’Audi A8.

Espace et transparence
Lorsque l’espace est particulièrement précieux, les gens s’accumulent. Il suffit de voir la densité de la population à New York, à Shanghai et à Tokyo. Les zones de circulation dans les zones métropolitaines deviennent également de plus en plus rares. Les dimensions extérieures des véhicules auront donc tendance à diminuer. Cependant, cela ne doit pas se faire au détriment de l’espace intérieur. L’Al2 suit un concept de plateau en construction sandwich. Sa hauteur de 1 557 mm est légèrement supérieur à celles des berlines conventionnelles. Cela permet non seulement une excellente vue d’ensemble, mais également une position assise détendue et confortable pour quatre adultes.

Le potentiel d’espace du véhicule est également exploité de manière optimale grâce à l’empattement long de 2 406 mm. La longueur du véhicule est de 3 765 mm, la largeur est de 1 620 mm. Les genoux, les coudes et l’espace pour la tête dans l’Al2 sont excellents pour un véhicule de cette taille. Le design transparent et léger de l’intérieur renforce encore cette atmosphère de pièce spacieuse.

La charge utile est de 425 kg, le coffre contient 350 litres. Une partie se compose d’un compartiment séparé et invisible de 180 litres sous le couvercle du plancher de chargement, qui est équipé d’un ensemble de valises sur mesure. La banquette arrière est divisée au milieu. En la rabattant complètement, l’espace de chargement peut être étendu à 840 litres, indépendamment du compartiment à bagages.

Sécurité
La construction du cadre à haute résistance de l’Audi Space Frame agit comme un arceau de sécurité. La cellule des passagers est beaucoup plus rigide que les carrosseries en acier comparables et offre aux occupants une excellente protection. Cela est dû au concept de plateau avec la position assise surélevée, mais aussi à la construction à deux étages. Le concept ASF s’avère particulièrement rigide et dimensionnellement stable lors des crash tests. Lorsque les plis généreusement dimensionnés sont déformés, une consommation d’énergie élevée est obtenue. En cas de choc latéral, la position assise surélevée et le seuil haut en construction coulée continue s’avèrent avantageux.

Les airbags avant dans les dossiers des sièges sont complétés par des airbags latéraux dans les montants de toit, appelés rideaux gonflables, qui réduisent le risque de blessures à la tête pour les passagers avant et arrière en cas de choc latéral. Lorsqu’un airbag est déployé, un appel d’urgence automatique est effectué en même temps. La position du véhicule peut être déterminée via le système de navigation à l’aide du GPS (Global Positioning System). Le centre de contrôle informe le service de secours le plus proche, le système mains libres sur le téléphone peut être utilisé pour contacter les occupants. En même temps, le médecin d’urgence et la police se dirigent vers la position déterminée. Cette fonction peut également être déclenchée manuellement.

La relation précédente entre poids, taille et sécurité devra être reconsidérée à la lumière de l’étude Audi, car l’Al2 offre une sécurité des occupants dans presque tous les types d’accidents, ce qui correspond à celle de véhicules considérablement plus volumineux et plus lourds.

La sécurité de conduite active déjà exemplaire est complétée par le contrôle automatique de distance ADR, un avertisseur électronique de distance. Les véhicules à l’avant sont automatiquement détectés par radar. Ce système représentait la dernière génération du régulateur de vitesse. L’Al2 maintient non seulement une vitesse de consigne constante, mais également une distance présélectionnée par rapport au véhicule qui le précède. L’ADR n’est pas conçu comme un dispositif de sécurité – par exemple, pour éviter les collisions par l’arrière, mais plutôt comme une caractéristique de pur confort : l’accélération est suspendue et le freinage est d’abord léger si nécessaire. Afin de freiner à temps avant un embouteillage, toute l’attention et la réaction du conducteur sont toujours nécessaires. Comme avec le régulateur de vitesse. Le système peut être désactivé en appuyant légèrement sur l’accélérateur ou sur la pédale de frein. Le cœur du contrôle automatique de distance est un radar, qui est logé dans le pare-chocs avant et qui présente des avantages par rapport aux autres systèmes en termes de précision de cible, de portée jusqu’à 150 mètres et de bonne visibilité même par mauvais temps. Le système est conçu pour une utilisation sur autoroutes ou voies rapides. Cela apporte un confort accru pour le conducteur, une harmonisation générale pour la situation du trafic et une consommation de carburant moindre pour l’environnement.

Équipements
Une seule poignée en direction de la boîte à gants suffit et elle s’ouvre automatiquement sans contact. L’Al2 semble être capable de lire dans les pensées du conducteur. Ces fonctions d’ouverture sont contrôlées avec une facilité fantomatique par des photocellules. Le compartiment pour téléphone portable et le cendrier sont également activés sans contact et ouverts par un moteur électrique. L’écran du système de navigation réagit également à un clin d’œil.

Cette voiture est toujours au service de son conducteur : le volant multifonction permet de commander les systèmes audio, la navigation et le téléphone ainsi que le système de climatisation sans lever les mains du volant. L’écran du système de navigation peut également être utilisé pour le divertissement télévisé.

La convivialité familiale est incluse dans la gamme de services : un panier pique-nique conçu selon le design de l’intérieur et une table pliante invitent les occupants à faire une pause. Le siège enfant est aussi très facile à retirer grâce au système de fixation Isofix. Il s’intègre également dans une poussette légère et stable avec un cadre en titane. Si les enfants s’ennuient, ils peuvent accrocher une console de jeu vidéo entre les dossiers des sièges avant et la faire fonctionner à distance via une commande filaire.

Déjà lors du déverrouillage du véhicule via la télécommande radio et pendant environ 20 secondes après le verrouillage, dans l’obscurité, en plus de l’éclairage intérieur, les feux avant et arrière indiquent la voie vers l’Al2 ou la porte avant. La zone autour du véhicule est également bien éclairée et en toute sécurité.

La réclamation premium d’une automobile à l’avenir ne sera pas seulement définie par la taille ou les performances du moteur. L’A2 prouve que même un véhicule compact extrêmement économique peut offrir le plus haut niveau possible de confort, de sécurité et de qualité.

Audi FDI – injection directe de carburant
Il y a du chaos dans la chambre de combustion, où le mélange de carburant et d’air s’enflamme et brûle. Des dizaines de composants s’oxydent et réduisent des centaines de réactions chimiques. La pression et la température changent radicalement en quelques fractions de seconde. La physique et la chimie de ce chaudron sont le défi majeur pour les constructeurs de moteurs. Ceux qui maîtrisent les processus complexes seront généreusement récompensés pour leur efficience.

Audi a déjà fait un bond en avant dans le moteur diesel. En tant que pionniers techniques, les ingénieurs motoristes ont cultivé l’injection directe dans la chambre de combustion – et ont établi de nouvelles normes de consommation depuis 1989 dans le cadre du concept TDI. La tentation était grande et logique de suivre cette voie dans un moteur essence. Le premier moteur à essence à injection directe au monde à trois cylindres était présenté dans l’Audi Al2.

Dans le moteur Audi FDI (Fuel Direct Injection), un injecteur par cylindre injecte le carburant directement dans la chambre de combustion à une pression élevée allant jusqu’à 100 bars, au lieu de seulement 3 à 4 bars dans le conduit d’admission comme avec un injecteur normal. La chambre de combustion est remplie selon un système sophistiqué de mouvement de charge variable via trois soupapes d’admission et des canaux d’admission conçus de manière appropriée, en fonction de l’état de fonctionnement. La stratification des charges dans la zone de travail est réalisée par un tourbillonnement d’air ciblé. Cependant, les zones d’air et de carburant dans la chambre de combustion doivent être triées de manière à ce qu’un nuage de mélange inflammable se forme autour de la bougie – pour des raisons d’efficacité, il ne peut pas aller autour. À charge partielle, de minuscules gouttelettes d’injection sont suffisantes pour la combustion. Alors que normalement une partie de carburant rencontre environ 14 parties d’air, dans l’injection directe, dans les cas extrêmes, une partie de carburant suffit pour 40 parties d’air et plus. Le moteur peut donc fonctionner avec un mélange extrêmement pauvre et économe en carburant.

Dans la plage de charge partielle, les développeurs de moteurs atteignent en moyenne 15 à 20% de consommation de carburant en moins par rapport à un moteur à essence conventionnel grâce au concept FDI. Des avantages de consommation de carburant au ralenti sont encore plus importants.

La maîtrise pratique d’une injection directe d’essence est une science qui demande beaucoup de tact. En particulier, le côté échappement nécessite beaucoup d’attention et d’efforts technologiques, car les convertisseurs catalytiques à trois voies conventionnels ne fonctionnent plus de manière optimale au-delà d’une valeur lambda 1 (composition du mélange stœchiométrique d’une partie de carburant à environ 14 parties en poids d’air). Des systèmes de catalyseurs supplémentaires nouvellement développés sont nécessaires pour réduire les oxydes d’azote, en particulier, suffisamment en dehors de la sphère d’action des catalyseurs classiques à 3 voies.

Dans le test, les ingénieurs Audi ont testé à la fois la géométrie de la chambre de combustion et donc les solutions correspondantes pour le processus de combustion et pour le post-traitement des gaz d’échappement. À l’aide d’un catalyseur 3 voies et d’un convertisseur catalytique DeNOx supplémentaire, l’Audi FDI répondait aux futures normes européennes de l’époque.

Moteur trois cylindres
A la recherche d’un moteur essence extrêmement économe en carburant pour un véhicule compact, un moteur trois cylindres d’une cylindrée de 1,2 litre s’est avéré être la solution appropriée. Cela lui donne un volume de cylindre de 400 cm3. Avec un alésage relativement grand de 81 mm (course 77,4 mm), le trois cylindres offre suffisamment d’espace pour la conception de la chambre de combustion, qui est si cruciale pour l’injection directe. La technologie Audi à cinq soupapes éprouvée avec trois entrées et deux soupapes d’échappement avec leurs avantages dans le remplissage des cylindres et les effets positifs associés sur la courbe de couple, les valeurs de puissance et les émissions pourrait être utilisée de manière cohérente.

Comparé à un quatre cylindres de cette taille, le trois cylindres présente d’autres avantages en termes de thermodynamique (moins de perte de chaleur), de frottement, de poids et du nombre de pièces mobiles. Une construction légère constante et un carter en aluminium réduisent encore le poids, de sorte qu’une unité d’entraînement unique dans cette catégorie est créée.

En pratique, le moteur trois cylindres brille avec un couple relativement élevé pour la cylindrée même à bas régime (115 Nm à 3 000 tr/min). Avec une puissance de pointe adéquate de 75 ch (55 kW) à 5 500 tr/min, les concepteurs y ont mis un accent particulier. L’injection directe essence offre non seulement d’excellentes performances de conduite mais aussi beaucoup de plaisir de conduite.

Avec l’ASF, le très faible coefficient de traînée, la résistance au roulement réduite et en conjonction avec la transmission manuelle automatisée, l’Al2 réalise une amélioration de la consommation moyenne d’environ 40% par rapport à un véhicule qui correspond à son espace et à ses performances de conduite.

Transmission de puissance et châssis
Le rendement moteur de l’Al2 suggère une solution adaptée à l’objectif de réduction de la consommation de carburant. La transmission manuelle automatisée avec fonctionnement via tiptronic et transmission de puissance automatisée brille également par son haut niveau d’efficience. Un calculateur tire ses conclusions à partir d’informations telles que la vitesse du moteur, la température, la vitesse ou la position de la pédale d’accélérateur et calcule le temps de commutation optimal. Une commande électro-hydraulique actionne alors l’embrayage et s’occupe du changement de vitesse. C’est rapide, précis et fluide. Il n’y a pas de perte d’énergie due au glissement comme avec un système automatique avec convertisseur de couple. Les avantages éprouvés du programme de commutation dynamique DSP sont disponibles en mode automatique.

Si le conducteur veut décider lui-même du changement de vitesse, il intervient manuellement en appuyant simplement sur le levier de vitesses vers l’avant, sélectionnant le rapport supérieure suivant. En tirant doucement, le rapport précédent est sélectionné. Un indicateur de rapport dans le combiné d’instruments fournit toujours des informations sur le rapport sélectionné. Associée à une automobile légère et compacte comme l’Al2, la transmission manuelle automatisée procure un grand plaisir de conduite.

Le comportement impressionnant et stable de l’Al2 grâce à ASP y contribue également. Sa carrosserie est très résistante à la torsion et rigide, associée à de faibles masses non suspendues.

L’Audi Space Frame est couplé à un essieu à jambes de force McPherson à l’avant et à un essieu à poutre de torsion à l’arrière. La suspension des roues avant, y compris les étriers de frein, est en aluminium, tandis que les freins à tambour arrière sont en aluminium. Les jantes en 6J x 16 sont chaussées de pneus en 175/55 R16.

Environnement et recyclage
Avec l’Al2, Audi a prouvé qu’un véhicule compact à part entière et confortable n’aura plus à être plus lourd qu’à une petite voiture de la même catégorie. La réduction de poids effectivement mise en œuvre améliore les performances de conduite et réduit la consommation de carburant avec la même puissance du moteur. L’injection directe s’avère également être une technologie efficace et tournée vers l’avenir pour économiser du carburant pour le moteur à essence.

L’utilisation d’aluminium dans la construction automobile préserve les ressources et réduit la pollution de l’environnement. Le bilan énergétique global d’une voiture est largement déterminé au cours de son cycle de vie par son utilisation et donc sa consommation de carburant. Les économies de carburant réalisées grâce aux solutions techniques utilisées pour l’Al2 auraient déjà un impact positif sur le bilan énergétique global après environ 60 000 km. Pour une voiture de haute qualité et durable comme le concept Al2, cela signifie qu’elle serait rentable pour l’environnement à un stade précoce de sa durée de vie. Et dans la seconde vie, le bilan des voitures en aluminium est encore meilleur : le recyclage au même niveau de valeur ne nécessite qu’une fraction de l’énergie nécessaire à l’extraction des matières premières.

Avec l’Al2, Audi a présenté une vision technologiquement sûre d’une automobile particulièrement efficiente dans une petite zone de circulation. Il s’agit d’une solution d’Audi pour une mobilité future responsable. Un second concept est apparu au salon de Tokyo quelques semaines plus tard, dans une version plus ludique : l’Audi Al2 open end.

De ces deux concepts est apparu une version de série en 1999 : l’Audi A2 utilisant le concept ASF. La voiture étant trop en avance sur son temps associée à un prix de vente jugé trop élevé, sa carrière fut courte et non renouvelée en 2005.

Photos : 4Legend.com / Audi

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