Toyota hybride TS040 : 1000 chevaux pour un boost incroyable !

Toyota hybride TS040

Toyota hybride TS040

Le Championnat du Monde d’Endurance 2014 est exceptionnel pour la catégorie reine : la LMP1. Une catégorie qui autorise l'hybridation avec récupération d'énergie pour alimenter un moteur électrique qui agit alors en complément du moteur thermique.

ts040 supercondensateur

Trois concurrents s'affrontent avec 3 systèmes de stockage d'énergie bien différents :

  • Audi utilise un volant d'inertie
  • Toyota préfère utiliser un supercondensateur
  • Porsche va tester une batterie lithium-ion

La Rebellion R-One complète ce trio dans la catégorie LMP1-L (Light), c'est-à-dire sans système d'hybridation.

Le règlement 2014 change complètement la donne par rapport à l'année précédente, car les constructeurs ont désormais la possibilité de choisir librement l'importance de l'hybridation et la puissance du moteur thermique. Mais attention : l’allocation d'essence ou de gazole est liée à la puissance de la récupération électrique exprimée en Méga-Joules (MJ) (de 2 à 8) choisi par chaque team. L'objectif est d'atteindre une consommation de carburant inférieure de 25% par rapport à l'année passée. A ces caractéristiques s'ajoute des contraintes supplémentaires : la voiture doit être plus légère, moins large et équipée de pneus plus étroits.

toyota hybride lmp1

Face à ces nouvelles contraintes, les trois concurrents de LMP1 ont là encore choisi trois solutions différentes :

  • Audi est le moins innovant en choisissant la plus petite hybridation avec son volant d'inertie qui restituera 2 MJ d'énergie électrique pour 230 chevaux de puissance, en utilisant un seul KERS (Kinetic Energy Recovery System). Le constructeur reprend également son fameux diesel V6 turbo TDI en le portant à 4 litres pour 537 chevaux.
  • Toyota a augmenté la capacité de son supercondensateur en le portant de 3.5 MJ à 6 MJ. Cela lui permet de développer jusqu'à 480 chevaux de puissance répartis cette fois sur les 4 roues grâce à l'énergie récoltée à partir de deux systèmes de récupération d'énergie cinétique. "Nous avons pensé que le meilleur compromis était de prendre l’option 6 MJ mais on aurait pu aller jusqu’à 8 MJ". Toyota réutilise son moteur essence V8 atmosphérique dont la cylindrée a été portée à 3,7 l pour une puissance de 520 chevaux.
  • Porsche - qui est un nouveau challenger cette année - a choisi la plus grande hybridation possible en récupérant 8 MJ d'énergie électrique dans des batteries lithium-ion pour une puissance de 250 chevaux (Et oui, les batteries sont moins puissantes que les supercondensateurs). Côté moteur thermique, Porsche utilise un petit moteur essence V4 2l turbo de 500 chevaux.

volant inertie

Volant d'inertie

Rappel du fonctionnement d'un volant d'inertie : l'énergie du freinage est récupérée en actionnant un arbre de transmission chargé de faire tourner un disque lourd (le volant d'inertie). L’énergie est ainsi conservée sous forme mécanique grâce à la rotation du disque. Lorsque la voiture accélère, l'énergie mécanique du disque tournant est transformé en électricité grâce à un générateur. L'électricité alimente alors le moteur électrique qui produit une accélération de la voiture.

La meilleur définition du supercondensateur est donnée dans notre page "C'est quoi un supercondensateur ?".

Toyota a donc choisi de procéder à une augmentation conséquente de la puissance hybride avec l’ajout d’un moteur-générateur fourni par Aisin sur le train avant afin de compléter l'unité Denso à l'arrière. En décélération, les moteurs-générateurs appliquent la force de freinage en combinaison avec les freins mécaniques traditionnels pour récolter l'énergie qui est transférée via l'inverseur au supercondensateur (fourni par Nisshinbo). Pendant l'accélération, le moteur-générateur inverse sa fonction, ce qui a pour effet de booster l'auto avec 480 ch supplémentaires, lui permettant donc d'atteindre 1000 chevaux au total !

Voici une vidéo qui présente le système Toyota :

Toyota estime disposer de l’hybridation la plus efficiente grâce au supercondensateur. Pascal Vasselon explique : "Nous estimons que c’est la meilleure solution. Nous avons de suite éliminé le "fly wheel" (volant d'inertie) et nous n’avons pas testé sur la piste le système de batteries."

Si la Toyota TS030 HYBRID pouvait donner jusqu’à 800 chevaux à certains moments, on passe à 1000 chevaux avec la TS040 HYBRID, mais seulement pour une durée comprise entre cinq et dix secondes. Pascal Vasselon a bien précisé que les pilotes sont impressionnés par ce coup de boost.

supercondensateur toyota hybride

Chez Toyota, le savoir-faire issu de la précédente auto, la TS030 Hybrid, est déjà utilisé pour améliorer les véhicules hybrides de série. Pour faire passer petit à petit les technologies hybrides développées en course aux voitures de série, Toyota a par exemple développé la Toyota Yaris Hybrid-R présentée au salon de Francfort en septembre 2013. En parallèle, Toyota co-développe avec BMW une voiture de sport hybride à supercondensateur qui va succéder à la fameuse BMW Z4.

Toyota investit donc beaucoup d'argent pour développer un système d'hybridation ultra-performant, mais c'est un investissement que le constructeur compte bien rentabiliser en assurant la transposition des avancées obtenues en course sur les modèles de série. Une façon pour Toyota, qui a déjà vendu 6 millions de véhicules hybrides depuis le lancement de la Prius en 1997, de creuser encore plus son avance sur ce marché.


Première course 2014 : dimanche 20 avril à 12h pour les 6 heures de Silverstone...

La Toyota Hybride du trio Wurz-Sarrazin-Nakajima a réalisé la pole-position pour 5 millièmes devant l'Audi R088 e-tron de Kristensen, Duval et Di Grassi au terme d'une séance de qualification à suspense, le samedi 19 avril.

Doublé de Toyota à Silverstone devant la Porsche 919 Hybrid n°20. Les deux Audi ont dû abandonner à mi-course suite à la perte de contrôle de leur véhicule. Les nouvelles Toyota TS040 Hybrides n’ont laissé la tête de la course que 23 minutes sur les 6 heures.


Deuxième course de l'année : les 6 Heures de Spa-Francorchamps WEC, le 3 Mai.

Toyota a remporté la victoire aux 6 heures de Spa. La voiture hybride conduite par Lapierre, Buemi et Davidson a devancé l'Audi de Duval-Di Grassi-Kristensen, qui était tout juste suivie de la seconde Toyota de Wurz-Sarrazin-Nakajima. Les Toyota étaient impressionnantes par moment, car elles sortaient à pleine balle des virages, emportées par la puissance des supercondensateurs.

Cette course s'est déroulée par temps sec, à la différence des 6 heures de Silverstone. Cela confirme la fiabilité et l'efficacité des Toyota. "Il est vrai que depuis le début de saison, nos voitures ne connaissent aucun souci de fiabilité", s'est félicité Sébastien Buemi.

C'est de bonne augure pour Toyota à six semaines des 24 heures du Mans. Mais pas de quoi faire paniquer Audi qui domine les courses d'endurances depuis plusieurs années. Les responsables chez Audi estiment en effet que le circuit du Mans leur est plus favorable. De quoi faire durer le suspens en vue de la course mythique du Mans.


Troisième course de l'année : les 24 heures du Mans, les 14 et 15 juin 2014.

Journée test du 1er juin 2014 :
La Toyota N°8 a été la plus rapide lors de la journée test des 24 Heures du Mans. Le constructeur japonais est donc le grand favori pour les 24 heures du Mans face à Audi et Porsche, après avoir remporté les deux premières courses du championnat. Le patron de l'équipe Toyota explique : "Par rapport à l'an dernier, c'est un gros pas en avant, les quatre roues motrices sont superbes et l'hybride est très puissant".

Qualifications du 11 et 12 juin :
Kazuki Nakajima a obtenu le meilleur chrono (3’21’’789) à bord de la Toyota N°7 lors des séances de qualifications, s'adjujant ainsi la pole position pour les 24 heures du Mans. La Porsche N.14 est deuxième (à 0"357) et la Toyota N.8 troisième (à 0"734).
La deuxième Porsche en quatrième position relègue les deux Audi à la troisième ligne au départ du Mans. Une position inhabituelle pour Audi, qui a dominé les courses d'endurance ces dix dernières années...
Nakajima analyse son tour gagnant : "C'était le tour parfait avec une voiture parfaite mais ce n'est que le départ de la course. Et elle est très longue.".
C'est tout de même de bonne augure pour Toyota. Rendez-vous samedi pour le départ des 24 heures du Mans.

Petite vidéo sympa montrant comment la Toyota s'en sort dans le traffic :


Résultat des 24 heures du Mans :
Doublé Audi pour les 24 heures du Mans après une course parsemée de multiples rebondissements.
La Toyota N°8 s'est accrochée en début de course avec l'Audi N°3 suite à de fortes averses de pluie qui ont gênées la Toyota, alors équipée de pneus slick (pour le sec). La Toyota N°8 a tout de même réussi à repartir mais a été distancée au classement, tandis que l'Audi N°3 a du abandonner la course.
C'est ensuite la Toyota N°7 qui a mené la course jusqu'au petit matin où des faisceaux de cablage ont pris feu, obligeant la voiture à abandonner.
Finalement, les 2 Audi restantes ont fini aux premières places, suivies par la Toyota N°8 qui a donc réussi à remonter jusqu'à la troisième place...


Quatrième course de l'année : les 6 Heures du circuit des Amériques, le 20 Septembre.

A l'issue d'une course interrompue pendant une heure par une violente pluie d'orage ayant notamment vue la Toyota n°8, alors leader, et la Porsche n°20 finir leur course dans le bac à graviers du circuit texan, l'Audi R18 e-tron quattro n°2 de Marcel Fässler-André Lotterer-Benoît Tréluyer remporte les 6 Heures du Circuit des Amériques, quatrième manche du championnat du monde d'endurance.


Cinquième course de l'année : les 6 Heures de Fuji, le 12 Octobre.

Toyota a fait un doublé avec la victoire d'Anthony Davidson et Sébastien Buemi sur la TS040 n°8 qui confortent leur avance au Championnat. La deuxième Toyota de Sarrazin-Wurz-Nakajima termine à près d'une demi-minute devant les deux Porsche 919 Hybrid qui ont pris l'avantage sur les deux Audi hybrides.

3 commentaires

rb1 21 avril 2014 à 16:11

l'énergie emmagasiné semble assez conséquente non ?
pour une voiture de 850 kg (le poids mini d'une LMP1 en 2013)
avec les liquides (100 kg ?) et le pilote (80 kg ?)
une vitesse de pointe de 340 km/h ?
ça donne une énergie à récupérer en 1 freinage de 4,6 MJ
je suppose qu'il est plus utile de la réutiliser à l'accélération suivante plutôt que de la stocker pour un autre moment
ça voudrait dire qu'ils en profitent pour utiliser le moteur pour recharger (au début je pensais qu'ils utilisaient juste le freinage pour recharger) ?
ou que l'énergie stocké n'est pas utilisable en totalité (avec le problème de la chute de tension pas forcément facile à redresser sur les supercondensateurs)

rb1 19 mai 2014 à 13:11

Récupération d'énergie au freinage par supercondensateur :
pas en rapport directe sur cette news, mais l'info peut intéresser.
Une "ancienne" marque de moto est en train de renaître : Bultaco
Selon les infos, ils prévoient de sortir en 2015 une moto électrique avec batterie lithium ET supercondensateur pour la récupération d'énergie.
A suivre ...

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