Texte et photos: Scania
Le nouveau roi de la route
«Nous avons dû le refréner pendant les tests»
Le nouveau V8 de Scania s'est avéré si puissant lors de tests sur des pentes que la puissance a dû être réduite. Ci-dessous, certains des principaux initiés du projet font état des moments forts du développement du moteur et de la transmission V8 actualisés.
Lorsque Scania déclare qu'elle introduit un nouveau véhicule ou moteur, le mot «nouveau» est utilisé avec une certaine prudence. Après tout, avant d’être lancé, chaque produit parcoure un chemin long et difficile: calculs informatiques, tests de composants, essais sur le terrain. Mais cela commence toujours par l'innovation des esprits créatifs du département de recherche et de développement de Scania à Södertälje, en Suède. Ou, comme le dit l'ingénieur en chef adjoint Tommy Lundström: «Nous nous sommes sentis inspirés pour créer une valeur encore plus grande pour le client en utilisant les connaissances que nous avions acquises dans d'autres projets de développement.»
Mai 2012 Pendant leur temps libre, Magnus Nilsson et plusieurs autres ingénieurs en recherche et développement commencent à réfléchir à une solution qui augmenterait considérablement l'efficacité du système de post-traitement des moteurs Scania. La chose la plus importante à comprendre est que la chaîne cinématique et le système de post-traitement forment une seule unité. Plus précisément, plus ils peuvent tirer de puissance du système d'échappement, plus ils peuvent régler librement le moteur et obtenir des performances élevées et une faible consommation de carburant. Cela signifie également que le moteur peut être conçu plus librement, en mettant l'accent sur la simplicité et la robustesse. Une fois mise en œuvre, la solution permettrait de réduire davantage les émissions à partir d'un volume limité de catalyseur. Il permettrait notamment de faire tourner les moteurs à bas régime et à basse température tout en maintenant les émissions de NOx à un faible niveau. Cette idée constitue une bonne nouvelle pour le portefeuille du client aussi bien que pour l'environnement. «Au début, on pouvait dire que nous travaillions 'sous le radar' des processus normaux de Scania. Nous étions un groupe d'ingénieurs créatifs qui avons passé quelques longues soirées d'été avec notre projet 'Skunkworks' (petit groupe, innovation radicale)», se souvient Nilsson. «Mais finalement, notre idée d'injecter l'AdBlue dans le système de post-traitement en deux étapes a reçu le feu vert de nos patrons et est devenue une partie importante du nouveau projet V8.»
Février 2014 Au sein du département de recherche et développement, il y a eu quelques défis au début. L'office des brevets de Scania a annoncé que la solution des ingénieurs entrerait en conflit avec un brevet existant. «Pendant un certain temps, nos idées ne tenaient qu'à un fil», explique Per Arnelöf, l'un des principaux développeurs de matériel pour la nouvelle boîte de vitesses. «Mais en fin d'après-midi, un des membres de notre équipe, Tomas Selling, a finalement eu une idée géniale: découplons la boîte de vitesses de l'arbre de transmission et déplaçons-la d'une nouvelle manière à l'aide d'un embrayage planétaire. C'était un triomphe sur toutes les difficultés; nous avions alors une meilleure solution que notre idée de départ.»
Janvier 2016 Tester, coder, tester. Dans la neige d’Arvidsjaur, dans le nord de la Suède, le développeur de systèmes de gestion de la transmission Tomas Selling est assis au volant avec Peer Norberg, un autre développeur important du système de manœuvre, à ses côtés. Peer a un ordinateur sur ses genoux avec lequel il analyse les performances de la nouvelle boîte de vitesses dans un environnement froid et enneigé présentant de nombreux défis. «La beauté du développement de logiciels, c’est qu'il n'y a presque pas de limite au nombre de prototypes que nous pouvons essayer», explique Tomas Selling. «Peer et moi pouvons discuter de la stratégie de changement de vitesses que nous avons utilisée avec le concepteur du matériel. Nous faisons quelques tours sur la piste d'essai, procédons à notre analyse et ajustons ensuite à nouveau le logiciel pour essayer une nouvelle stratégie de commande. Puis nous retournons sur la piste d'essai.»
Juillet 2017 Anna Andersson, qui vient d'obtenir une maîtrise en génie chimique, rejoint l'équipe de développeurs de logiciels de Scania pour la mise à jour du V8. Anna Andersson a vécu en Chine, où elle a été confrontée quotidiennement au smog, ce qui a eu un impact majeur sur son choix de carrière. «J'ai toujours su que je voulais travailler à la réduction des émissions, faire des choses qui ont un impact sur l'environnement. Et l'une des façons les plus inspirantes et les plus divertissantes d'y parvenir est de travailler sur le 'cerveau' du nouveau V8», dit-elle en tenant une boîte contenant le système de gestion du moteur de Scania, pour lequel elle écrit et développe les codes.
Mai 2018 Dans les montagnes de la Sierra Nevada, dans le sud de l'Espagne, quelques V8 camouflés de Scania sont testés en secret. Ils sont poussés à leurs limites. Sous la chaleur, dix à douze essais de conduite à 800 mètres d'altitude avec une charge de 40 tonnes mettent chaque jour l'équipement et l'équipe Scania à rude épreuve. A l'exception du nouveau V8. «Sur notre montagne de référence avec une montée constante de 15 km de long, des camions de 450 ch avec une charge de 40 tonnes travaillent dur pour monter la pente à 35 km/h. Lorsque nous roulons sur la même pente avec le nouveau 770, il y a une grande différence. Tommy Lundström explique et ajoute fièrement: «Le nouveau camion de 770 ch est si puissant que nous avons dû réduire sa puissance, et ce en montée! Nous avons dû construire une solution avec un système de freinage supplémentaire pour le camion 770 afin de l'empêcher d'aller trop vite, car ce sont des routes étroites qui se trouvent à 2’500 mètres d’altitude.
Octobre 2018 Dans l'un des ateliers de recherche et développement de Scania, Per Arnelöf, Peer Norberg et Tomas Selling supervisent l'assemblage d'un prototype de la nouvelle boîte de vitesses. Arnelöf attire l’attention sur un élément clé parmi les pièces et les engrenages: l’engrenage planétaire. «Lorsque Tomas a eu l'idée d'installer un accouplement planétaire sur l'arbre de sortie, c'était une excellente solution, non seulement pour les performances globales. Cela a également permis d'avoir huit vitesses en marche arrière, comme nous l'avions prévu dès le début. C'est un grand avantage dans certaines applications telles que l'exploitation minière et la construction. Cette caractéristique permet également de rouler en marche arrière à un régime moteur agréablement bas sur de longues distances si nécessaire.»
Janvier 2019 Anna Andersson est sur place à Arvidsjaur, en Suède, pour vérifier que tout fonctionne dans les conditions les plus difficiles: le froid extrême. Dans cette partie de la Laponie, les températures descendent souvent en dessous de moins 30 degrés Celsius. Des mètres de neige, le vent, l'obscurité et des rennes errants constituent également un défi pour les équipes de test de Scania. «Même s'il faisait moins 26 degrés quand nous étions là-bas, le moteur et les nouvelles fonctions du système de post-traitement se sont comportés exactement comme ils le devaient», explique Anna Andersson.
Mai 2019 Lors de l'une des manifestations «Test & Drive» prévues pour la direction de Scania, Tommy Lundström et l'équipe de développement du V8 parviennent à introduire secrètement un camion de 770 ch, entre autres produits. Les membres expérimentés de l'équipe de direction le remarquent et sont immédiatement impressionnés. «C'est comme conduire le futur», dit l'un d'entre eux. «La conduite est vraiment douce et le bruit du moteur est fantastique», dit un autre.
Février 2020 Tommy Lundström tourne fièrement dans sa main un modèle 3D de 30 centimètres du moteur V8 Scania mis à jour. Il ne reste que quelques mois avant que le vrai moteur soit produit dans l'usine de montage de moteurs de la société à Södertälje. «Un œil non entraîné ne remarquera peut-être pas les différences, mais si vous vous approchez suffisamment, vous pouvez voir que pratiquement tout est différent. Surtout l'intérieur: le turbo, le système de cylindres, la pompe à carburant, le système de contrôle. Nous avons recherché la simplicité et la robustesse», explique-t-il.
Mai 2020 À l'approche du lancement du V8 actualisé et de la nouvelle boîte de vitesses, l'équipe de développement de Scania attend avec impatience les premières réactions du monde extérieur: de la presse spécialisée et des clients. L'équipe est impatiente de voir comment les gens vont réagir au projet auquel ils ont consacré tant de temps et d'efforts.
La voie de développement du V8 en cinq étapes
1. Composants numériques
Chaque composant du moteur V8 débute en tant que modèle sur un ordinateur. Et à l'aide de modèles de calcul avancés, l'équipe de développement est en mesure de créer rapidement un nombre limité d'alternatives pouvant être testées dans la pratique.
2. Entrée dans le monde réel
Dès qu'un composant quitte le monde virtuel et est produit sous forme physique, il est soumis à un stress contrôlé jusqu'à ce qu'il se brise ou perde d'une manière ou d'une autre sa fonction. Si un composant se casse, l'équipe enquête sur ce qui s'est passé exactement et transfère ces connaissances au modèle informatisé.
3. Des milliers d'heures dans des cellules d'essai
Une fois qu'un composant répond aux spécifications de conception, il est temps de le tester avec d'autres composants. L'un des moyens d'y parvenir consiste à utiliser des cellules d'essai, dans lesquelles les moteurs sont soumis pendant 1’000 heures à des charges et à des changements qui correspondent à ceux qu'ils subiraient dans des camions pendant toute leur durée de vie. Mais le moteur est également soumis à une puissance plus élevée et à des charges de cylindres nettement plus importantes que ce pour quoi il a été construit. Ainsi, les points faibles potentiels peuvent être identifiés plus rapidement.
4. Test du véhicule complet
Lorsqu'un moteur a survécu aux cellules d'essai, il est soumis à un test d'endurance rigoureux dans un véhicule. Les essais d'endurance évaluent l'effet de l'usure sur l'ensemble de la conception, tandis que les essais fonctionnels vérifient la consommation de carburant, les niveaux d'émission et le comportement de conduite pour s'assurer que le moteur fonctionne comme prévu.
5. Essais sur le terrain par les clients
A la fin suivent les tests clients, où un échantillon représentatif de clients a la possibilité d'apporter son point de vue pendant des tests sur le terrain.