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CAO : Genèse de l'Edison 2, la voiture ultra légère, ultra économe

Le vainqueur du X-Prize automobile est à la recherche d’industriels pour lancer la production de sa voiture révolutionnaire.

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En 2009, la fondation X-Prize lançait une compétition mondiale : 10 millions de dollars de prime offerts à ceux qui concevront la voiture la plus respectueuse de l’environnement. Le cahier des charges comprend deux types de véhicules : les voitures « classiques » et les prototypes. Dans le premier cas, la voiture doit pouvoir accueillir 5 passagers et, surtout, présenter des performances en termes de vitesse et d’accélération suffisamment élevées pour qu’elle puisse emprunter le réseau autoroutier américain. L’objectif est de briser la limite des 100 MPGe (Miles per Galon equivalent), soit consommer moins de 2,35 litres aux 100 km, en générant moins de 200 grammes de CO2 par mile parcouru.

Des critères environnementaux extrêmement difficiles à atteindre

Oliver Kuttner, le fondateur d'Edison2.
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Si 111 équipes s’inscrivent au challenge, ce seront au final 53 véhicules, propulsés par tous types d’énergie, qui seront mis en chantier dans 10 pays différents. Seules 22 équipes passeront la première évaluation du 13 mai 2011, le « Shake down ». Parmi celles-ci, le futur gagnant : Le VLC (Very Light Car) imaginé par Edison2.
Le projet est mené par Oliver Kuttner, un passionné de sport automobile qui a réuni pour l’occasion une équipe venue directement de la compétition, mais aussi de l’aéronautique. Les membres de son équipe ont remporté 20 victoires au Mans, à Sebring et à Daytona. Ron Mathis, le chef du design, a notamment conçu la fabuleuse Audi R10. C’est en outre un utilisateur plus que confirmé sur Solid Edge, logiciel de CAO qui sera naturellement retenu pour modéliser l’intégralité du projet. Autre compétence clé dans ce projet hors norme, Barnaby Wainfan, un expert aérodynamicien en poste chez Northrop Grumman. Son rôle sera décisif dans la réussite du projet.
La VLC lors des tests du X-Prize.
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Pour atteindre les minima fixés par le X-Prize et, surtout, battre ses adversaires, Oliver Kuttner tranche : il doit réinventer l’automobile à partir d’une feuille blanche. « Les constructeurs cherchent à améliorer les véhicules existants en utilisant des nouveaux matériaux, mais continuent à concevoir leurs véhicules de la même manière. Il est possible de construire des véhicules beaucoup plus légers, donc d’utiliser des suspensions plus petites, des transmissions moins lourdes, des moteurs plus petits et donc, au final, de consommer beaucoup moins de carburant. » Et la première performance de la VLC sera son poids. Son châssis ne pèse que 30,4 kilogrammes, et pourtant la VLC a passé son crash test sans encombre.

Un projet totalement mené sur Solid Edge

Edison2 travaille sur une nouvelle version de la VLC.
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Jusqu’à 100 personnes travaillent sur le projet, dont une vingtaine d’ingénieurs. Le rôle du logiciel de CAO, Solid Edge et de sa plate-forme de gestion de données Insight de Siemens PLM software est alors primordial : « Nous n’avions qu’un seul ingénieur à notre usine de Lynchburg en Virginie. Trois autres étaient situés en Californie, un autre à Vancouver, un à Salt Lake City, etc. Il nous fallait un outil pour que tous parlent le même langage. Ron est un utilisateur de Solid Edge depuis la fin des années 80, donc nous avons démarré le projet avec Solid Edge ST2. La Synchronous Technology de Solid Edge ST4 nous a laissés sans voix… mais nous n’avions tout simplement pas le temps de changer de version ! Dans ce type de compétition, perdre douze heures dans le projet, ça peut faire toute la différence à la fin. Ce n’est qu’après avoir remporté le X Prize que nous avons changé de version et installé la ST4. »
En outre, Edison2 a eu recours à la simulation numérique pour optimiser son design. Brad Jeager, vice-président en charge de l’engineering et des opérations d’Edison2 précise : « Nous avons utilisé les capacités de simulation de Solid Edge. Même si sur ce plan, on attend toujours plus du logiciel à chaque nouvelle version qui a des limitations en ce domaine. La version ST4 a été un progrès pour ce qui est des simulations FEA (Finite Element Analysis / calcul par éléments finis). Par contre, pour des simulations très spécifiques, comme la simulation de crash, nous avons eu recours à des solutions complémentaires. »
Faute de temps, l’aérodynamique de la VLC n’a pas été validée par simulation numérique (CFD). Toute l’efficacité de la voiture s’est totalement appuyée sur le talent de l’aérodynamicien de l’équipe. Un choix risqué qu’Oliver Kuttner n’a pas eu à regretter par la suite : lorsque la voiture est passée dans la soufflerie de General Motors, elle a obtenu un coefficient de traînée de 0,16, la meilleure performance jamais mesurée dans cette soufflerie pour un véhicule de 4 places. Même à l’heure de la simulation numérique, le talent des ingénieurs peut toujours faire la différence.
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