Le nouveau Cayennepeper eléctrico aura une mangue chaude.

Pour le développement du Cayenne Electric, Porsche mise plus que jamais sur les essais numériques. Cependant, le facteur humain reste indispensable : lors des derniers essais, les ingénieurs poussent le SUV dans ses retranchements. Et ce, dans des conditions climatiques extrêmes, du froid glacial aux températures très élevées piese auto online.

Le nouveau Cayennepeper eléctrico aura une mangue chaude.

Les développements réalisés dans un environnement virtuel sont analysés pour déterminer leur aptitude à une utilisation réelle. Porsche démontre comment la transformation numérique et l'expertise en ingénierie s'allient pour créer le nouveau Cayenne Electric. Ce nouveau SUV 100 % électrique sera présenté vers la fin de l'année et sera ensuite proposé aux côtés de la gamme actuelle de modèles à moteur thermique et hybride. « Il s'agissait du premier projet où nous sommes passés directement des tests numériques du véhicule complet à la production de pré-série », explique le Dr Michael Steiner, vice-président et membre du directoire en charge de la recherche et du développement. La phase de tests « constructifs », qui utilise des prototypes construits individuellement, n'était plus nécessaire, car les quelque 120 véhicules d'essai, dont la construction est longue, ont été largement remplacés par des équivalents numériques. Les ingénieurs ont soumis des prototypes virtuels à des essais numériques dès la phase de conception.

La simulation et l'intelligence artificielle ont radicalement transformé – et raccourci – les essais automobiles. Elles s'appuient sur trois axes principaux : des parcours numérisés avec précision, allant du circuit du Nürburgring à la circulation quotidienne, les décennies d'expérience des ingénieurs de Weissach en matière d'essais sur le terrain et la puissance de calcul considérablement accrue des systèmes modernes de simulation en temps réel. Cela a permis aux ingénieurs non seulement de visualiser virtuellement le Cayenne, mais aussi de le tester directement dans un environnement virtuel. Lors d'une phase de développement où les composants sont initialement disponibles sous forme numérique et donc facilement modifiables, les experts ont utilisé la réalité virtuelle (RV) pour réaliser les premiers tests de la future génération de SUV. Les résultats des tests numériques ont ensuite été validés par des essais au banc sur des composants réels.

Un tout nouveau banc d'essai combiné a été développé à cet effet. Il permet de tester simultanément les systèmes de propulsion, de batterie, de gestion de l'énergie et de charge dans des conditions réalistes. Les quatre puissants moteurs électriques synchrones du banc d'essai peuvent être programmés pour simuler avec précision différentes conditions de route, la résistance à l'accélération et les forces exercées lors de la récupération et du freinage. « Les machines sont si complexes que nous pouvons même imiter différents revêtements d'asphalte ou le patinage des pneus », précise l'ingénieur Markus Junige. Les conditions environnementales peuvent également être entièrement simulées.

« Nos programmes d'essais sont uniques en termes d'exigences », ajoute Junige. Le tour de la Nordschleife du Nürburgring en est un exemple frappant, démontrant de manière éclatante les limites du possible. Les données d'entrée sont fournies par le prototype virtuel et tous les paramètres simulés sont intégrés au banc d'essai combiné en temps réel. « Quelles que soient les conditions, la voiture doit toujours fournir sa pleine puissance dès que le conducteur la sollicite », précise Junige. Une production de puissance maximale aussi rapide est particulièrement exigeante pour les systèmes de gestion thermique d'une voiture aux qualités dynamiques aussi élevées : pour porter la batterie à une température optimale en toutes circonstances, les systèmes de chauffage et de refroidissement doivent être plus puissants que ceux de n'importe quelle Porsche électrique à ce jour. À tout moment du tour du Nürburgring, les valeurs mesurées sur le banc d'essai combiné sont comparées à celles calculées précédemment pour le jumeau numérique. Cela confirme que la simulation est désormais si précise qu'il n'y a quasiment plus d'écarts à corriger après réception des résultats des essais physiques.

Quelle que soit la précision de la simulation, le réglage final reste effectué par des humains. « En réalité, seuls les humains peuvent apporter la touche finale », explique Sascha Niesen, responsable de l'équipe d'essais du Centre de développement Porsche de Weissach. L'importance de l'expérience des pilotes d'essai pour équilibrer parfaitement dynamique de conduite et stratégies de direction est particulièrement évidente sur circuit. Que ce soit en ville, sur autoroute ou en tout-terrain, le Cayenne Electric est testé dans des scénarios de fonctionnement réalistes. Une attention particulière est portée à la gestion de la charge. « Quelle que soit la façon dont le Cayenne est conduit avant l'arrêt, il doit toujours être prêt pour une charge rapide », explique Junige. Même les embouteillages sont pris en compte par le véhicule afin d'optimiser l'utilisation de l'énergie.

Les essais en conditions climatiques extrêmes représentent un défi particulier. Dans des régions chaudes comme les États du Golfe ou la Vallée de la Mort aux États-Unis, la climatisation et la gestion thermique de la batterie et du système de propulsion, entre autres, ont dû subir des tests fonctionnels exigeants à des températures allant jusqu'à 50 °C. En Scandinavie, où les températures atteignent -35 °C, le programme d'essais des véhicules de présérie comprenait le démarrage à froid, la climatisation, la traction, le comportement de la direction et du freinage, ainsi que le fonctionnement des systèmes de contrôle liés à la dynamique de conduite. Dans ces deux conditions climatiques extrêmes, le Cayenne Electric devait pouvoir se recharger rapidement et sans problème ; aucun autre constructeur n'exige autant de ses véhicules que Porsche.

Les tests d'endurance simulent la vie d'une voiture dans des conditions si extrêmes que les clients ne les expérimenteraient qu'en dernier recours. Au quotidien, les véhicules parcourent plus de 150 000 kilomètres par roulement sur plusieurs mois – en ville, sur routes de campagne et sur autoroute.

Des laboratoires de crash-tests aux pistes d'endurance en passant par les tests en conditions extrêmes, la combinaison de la préparation numérique et des essais en conditions réelles démontre son efficacité dans tous les domaines. Elle rend le processus de développement plus précis et plus efficace. Comparé à une stratégie de développement classique, le temps de développement du Cayenne Electric a été réduit de 20 %. Parallèlement, les tests virtuels de pointe sont également plus économes en ressources grâce à une consommation de matériaux réduite.

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Les développements réalisés dans un environnement virtuel sont analysés pour déterminer leur aptitude à une utilisation réelle

La simulation et l'intelligence artificielle ont radicalement transformé – et raccourci – les essais automobiles