Renault - Innovations@Renault 2014 : les coulisses de l’innovation Renault

L’innovation est au coeur de l’identité de marque de Renault. Nos derniers véhicules et ceux qui suivront ces prochains mois, sont porteurs de nouveautés techniques, centrées sur les besoins et les attentes des clients. Elles contribuent à cette mobilité durable accessible à tous que l’entreprise ambitionne et vise à construire.

Quelques semaines après la révélation du Nouvel Espace et du prototype EOLAB ultra-basse consommation, Renault, lève le voile sur deux innovations à paraître en 2015. Vous découvrirez en avant-première le nouveau moteur électrique Renault, plus compact et plus performant et une motorisation turbo essence moderne adaptée au GPL, pour réduire la facture de carburant.

Innovations@Renault, c’est aussi l’occasion de tracer les pistes d’innovation du futur en explorant de nouvelles solutions de mobilité. Renault vous fait rentrer dans les coulisses de ses projets de recherche à travers trois prototypes développés avec ses partenaires : un prototype de véhicule utilitaire à solution mild-hybrid Diesel (projet HYDIVU), un concept exploratoire de très petit moteur Diesel deux temps économique (projet POWERFUL) et enfin un prototype de petit véhicule électrique de livraison à domicile sur base Twizy (projet VELUD).

Cette année, Renault souhaite aussi vous faire partager sa façon de concevoir l’Innovation en vous présentant le Laboratoire Coopératif d’Innovation (LCI), un « think tank » au fonctionnement de type start-up regroupant ingénieurs, designers et experts clientèles et le Renault Creative People, un dispositif original d’émulation pour stimuler la créativité au sein de l’entreprise.


« S’ouvrir à d’autres cultures, d’autres disciplines, apprendre à penser différemment et préparer les esprits aux innovations de rupture qui structureront le monde de demain : telle est la philosophie de Renault. Cette découverte des coulisses de l’innovation offre un éclairage depuis l’intérieur sur la spécificité et l’originalité de l’innovation Renault. Avec une idée maîtresse : stimuler et utiliser la créativité de tous. » Rémi Bastien, Directeur Engineering Innovation.

01. BIENTÔT EN GAMME - Aller plus loin dans l’électrique et dans les énergies alternatives

Dans la continuité de son engagement vers la mobilité durable, Renault poursuit sa stratégie de développement du véhicule électrique. Renault lancera en 2015 un tout nouveau moteur électrique conçu par ses ingénieurs motoristes et fabriqué en France. Plus compact tout en étant aussi performant, il bénéficie du savoir-faire acquis par Renault sur le véhicule électrique. Renault est également présent sur le front des énergies alternatives, en proposant une bi-carburation essence-GPL sur une motorisation thermique de dernière génération, pour une facture de carburant réduite de 25 % par rapport à une motorisation essence moderne.

« L’avenir de la mobilité passe par la maîtrise de la technologie électrique au même titre que de celle des moteurs thermiques. Nous sommes donc présents sur tous les fronts, du thermique à l’électrique, en passant par les énergies alternatives. » Rémi Bastien, Directeur Engineering Innovation.


1. Un nouveau moteur électrique 100 % Renault compact et performant

Avec ce tout nouveau moteur électrique, Renault réaffirme sa stratégie sur le véhicule électrique et sa volonté de développer un savoir-faire de motoriste électrique à part entière.

Trois mots clés : compacité, performance, rendement

L’objectif a d’abord été de travailler sur l’intégration des composants pour un moteur plus compact. L’encombrement a été réduit de 10 % à iso-performances, ce qui ouvre de nouvelles voies pour une implantation dans des plus petits véhicules. La gestion électronique et le système de charge ont été améliorés pour optimiser les temps de charge à basse puissance et la consommation d’énergie électrique en roulage.

COMMENT ÇA MARCHE

Une conception & fabrication 100% Renault

● Conçu par les ingénieurs motoristes de Renault en France,
● Fabriqué en France à l’usine de Cléon, spécialisée dans les motorisations à forte technicité,
● Innovant par sa conception et son architecture : ce moteur a fait l’objet de 95 brevets spécifiques, capitalisant sur l’expérience électrique acquise par Renault.

Un moteur conçu pour plus de compacité :

Il s’agit d’un moteur électrique synchrone à rotor bobiné de 65 kW et 220 Nm avec chargeur Caméléon intégré.

Intégration, miniaturisation, simplification sont les trois directions qui ont guidé les concepteurs de ce moteur.

● Intégration : passage d’un empilage de macro-modules à des modules complets intégrés,

● Miniaturisation : conception de modules plus petits, assemblés au plus près des besoins (minimisation des espaces entre les modules, suppression des câbles d’alimentation externes),

« Trois en Un » : le boîtier d’interconnexion, l’électronique de puissance et le chargeur Caméléon ne forment plus qu’un seul ensemble appelé « Power Electronic Controller ».La taille de ce groupe de fonctions a pu être réduite de 25 %.

● Simplification : passage à un refroidissement par air pour la machine électrique (suppression des conduits intermodules). Seul le Power Electronic Controller conserve un refroidissement à eau, adapté à ses besoins spécifiques.

Amélioration du système de charge à basse puissance :

Les concepteurs ont amélioré la gestion électronique de la charge afin de réduire les temps de charge sur les infrastructures faible puissance (câble flexi-charger pour réseau domestique, bornes de recharge de 3 et 11 kW).

Amélioration du rendement : grâce à la re-conception du système complet machine électrique-onduleur, les concepteurs ont amélioré le rendement du moteur pour diminuer sa consommation d’énergie électrique.


2. Moteur Turbo bi-carburation essence GPL : une motorisation moderne adaptée au GPL

L’objectif est d’amener les avantages de la carburation GPL sur une motorisation moderne afin d’en améliorer le coût d’usage (-25 % sur la facture de carburant) et la performance environnementale (-10 % sur les émissions de CO2).

COMMENT ÇA MARCHE

- Il s’agit d’une motorisation trois cylindres essence de dernière génération avec bicarburation GPL intégrant les technologies modernes (turbo, Stop & Start, récupération d’énergie au freinage, eco-mode) et respectant la norme Euro 6b. Le gain obtenu en matière de consommation de carburant par rapport à une motorisation GPL de la génération précédente est d’environ 20 %.

- L’enjeu technique a été de concilier la pression de suralimentation et la pression GPL et optimiser la stratégie contrôle moteur pour autoriser une utilisation maximale du mode GPL, en toute transparence pour le client.

- Dans cet esprit, la chaîne de traction complète sera montée en usine directement avec son kit GPL.


02 LES PROTOTYPES DE RECHERCHE

Réduire la facture énergétique des clients et explorer les nouvelles mobilités

Renault présente trois prototypes de recherche développés avec des partenaires dans le cadre de projets coopératifs. L’objectif est de réduire la consommation des véhicules et donc la facture énergétique des clients, mais aussi d’imaginer de nouvelles solutions de logistique du dernier kilomètre pour améliorer la qualité de l’air en ville.

1. HYDIVU : une solution mild-hybrid Diesel pour abaisser la consommation et les émissions des véhicules utilitaires.

L’objectif de ce prototype de recherche réalisé dans le cadre du projet HYDIVU (Hybride Diesel pour Véhicule Utilitaire) est avant tout de réduire la consommation des véhicules utilitaires des clients de type « grand rouleur ». Elaboré sur la base d’un Renault Master, ce prototype est équipé d’un groupe motopropulseur associant machine électrique (hybridation légère), technologie twin-turbo et une conception downspeeding. La combinaison de ces trois technologies amène une réduction de la consommation jusqu’à 10 % sur les usages grands rouleurs.

COMMENT ÇA MARCHE

Le groupe motopropulseur est dérivé du moteur Energy dCi 165 twin-turbo, auquel les ingénieurs ont apporté les évolutions suivantes :

- Une machine électrique de type alterno-démarreur 48 Volts (10-12 kW) montée sur la boîte de vitesses : elle apporte du couple additionnel ce qui réduit d’autant la charge du moteur thermique. Par cette position favorable dans la chaîne de traction au plus près de la roue, elle bénéficie d’un meilleur rendement mécanique, lui permettant de récupérer plus d’énergie lors des phases de décélération/freinage. Autant d’énergie gratuite stockée dans la batterie 48 Volts pour être restituée sous la forme d’un couple additionnel ce qui réduit d’autant la charge du moteur thermique.

- Une conception « down-speeding » : cela consiste à réduire les régimes de rotation du moteur thermique, en rallongeant les rapports de boîte. Cette diminution du régime d’utilisation du moteur entraîne une réduction des frottements au bénéfice direct de la consommation.

Une amélioration du rendement thermomécanique du moteur a été obtenue grâce à :

- l’utilisation d’un concept twin-turbo à géométrie variable adapté au « down-speeding » : l’objectif est de pouvoir concilier un couple important disponible dès les plus bas régimes (dès 1000 tr/min) et un agrément constant sur toute la plage d’utilisation,

- la réduction des frottements amenés par le « down-speeding » et l’utilisation de technologies innovantes tels que les pistons acier,

- la combustion via une pression d’injection augmentée à 2500 bars (vs 2000 bars) permettant la réduction des émissions polluantes tout en assurant le besoin en puissance.

PARTENAIRES : LMS, IFPEN, Valeo, Continental.


2. POWERFUL : un très petit moteur Diesel deux temps économique à l’achat et à l’usage

La pression sur la réduction de la consommation de carburant et des émissions de CO2 poussent à explorer des ruptures fortes sur les rendements. Les moteurs qui ont le meilleur rendement et sont généralisés sur les grands navires comme les porte-conteneurs sont des Diesel deux temps. Leur rendement est de près de 50 % quand les Diesel à quatre temps automobile atteignent à peine 35 %. Leur miniaturisation pour des applications automobiles était jusqu’ici impossible. Le projet POWERFUL (POWERtrain for FUture Light-duty vehicles) permet d’explorer des solutions pour une application automobile.

Compacité et allègement

Ces gains de rendement du cycle deux temps offrent un autre avantage : la compacité et l’allègement, puisqu’on peut diviser par deux la cylindrée et le nombre de cylindres (ici un bi-cylindre). Le moteur est plus léger (gain de 40 kg) et plus compact. Il est donc adapté à des petites plateformes véhicule.

C’est donc une voie supplémentaire pour le downsizing, l’objectif étant de faire un très petit moteur Diesel pour automobile encore plus économique, à l’achat comme à l’usage (avantages consommation / émissions de CO2). Les premiers résultats sont prometteurs, bien qu’encore au stade de la recherche. Les performances restent encore trop faibles, ce n’est donc qu’une étude exploratoire à ce stade.

COMMENT ÇA MARCHE

● Un moteur bi-cylindre turbo Diesel : passage de quatre à deux cylindres en conservant alésage et course

● Une réduction de la cylindrée de 50 % vs un moteur Diesel de 1.5 L


Les avantages de la technologie deux temps

● Consommation / émissions de CO2 : par un meilleur rendement de cycle et par l’effet du downsizing.

● Dépollution : une meilleure efficacité des systèmes de dépollution, filtre à particules et Nox-Trap (meilleure thermique de fonctionnement), pour le respect des normes présentes et futures.

● Prix de revient : un potentiel intéressant de réduction de coût par rapport au Diesel actuel grâce à la réduction du nombre de composants.

● Acoustique : un moteur deux cylindres à deux temps est au même niveau acoustique qu’un quatre cylindres à quatre 4 temps.

PARTENAIRES : 18 partenaires français et européens, industriels, scientifiques et académiques.

Delphi, IFPEN, Université de Valencia, Université Technique de Prague, Le Moteur Moderne

FINANCEURS : Commission Européenne


3. Explorer de nouvelles solutions pour les livraisons en ville

Revisiter la logistique urbaine :

Twizy Delivery Concept est un prototype de recherche qui s’inscrit dans le cadre du projet VELUD (Véhicule Electrique pour la Logistique Urbaine Durable). Le projet VELUD vise à expérimenter à Paris, dans le cadre des activités de livraison d’un opérateur, un véhicule utilitaire léger électrique afin de diminuer l’impact de la livraison en ville sur la qualité de l’air. Conçu sur la base de Renault Twizy, le prototype explore une alternative pour la livraison en milieu urbain.

Les axes de travail de ce projet sont les suivants :

- Expérimenter sur le terrain de nouveaux usages pour la logistique « derniers kilomètres »
- Tester le potentiel d’adaptation des zones de chargement modulaires au gré des marchandises.
- Définir une gestion intelligente du parc pour une activité optimale de la flotte et une prestation de livraison efficace.

COMMENT ÇA MARCHE

Le prototype innove par sa composition puisqu'il est constitué d'un petit véhicule à propulsion électrique auquel on adjoint une remorque. Cette dernière peut accueillir jusqu’à 15 conteneurs modulables en fonction des chargements pour un total de 1 m3.

PARTENAIRES:

Ecole d’Ingénieurs en Génie des Systèmes Industriels (EIGSI) de La Rochelle, AIRPARIF, La Petite Reine

Groupe Stars Service, ville de Paris

FINANCEURS : ADEME


03 LES COULISSES DE L’INNOVATION - Capter les tendances et s’inspirer

Cette année, Renault ouvre les portes des coulisses de l’innovation avec la découverte du Laboratoire Coopératif d’Innovation mais aussi d’outils originaux permettant de capter les tendances et de stimuler la créativité à l’intérieur et à l’extérieur de l’entreprise. Ces initiatives dédiées à l’innovation entretiennent l’audace de Renault et s’appuient sur une idée maîtresse : chez Renault, l’innovation c’est l’affaire de tous.

1. Laboratoire Coopératif d’Innovation (LCI) : une start-up dans l’entreprise

Le Laboratoire Coopératif d’Innovation (LCI) est une structure indépendante localisée au coeur de Renault. Sa mission : imaginer des innovations de rupture et les matérialiser dans des prototypes réalistes, avec une valeur appréciable par les clients.

Lieu de liberté de création voulu par la Direction Générale, le LCI regroupe l’Ingénierie, le Produit et le Design dans un même espace de travail. Résultat de cette organisation originale, un dynamisme et une capacité de créativité et de réactivité qui en font un vivier d’idées hors du commun.


A la tête du LCI, un trio : Gilles Lallement, Directeur du LCI et responsable pour l’Ingénierie, Serge Mouangue pour la stratégie Produit et Patrick Lecharpy pour le Design. Tous trois orientent et coordonnent les projets du LCI dans une approche collaborative.


Rechercher des solutions de rupture

« Le LCI s’apparente à une start-up constituée d’une quarantaine de personnes qui serait intégrée dans une grande entreprise. » souligne Gilles Lallement. « Nous bénéficions d’une situation idéale pour apporter des innovations et des concepts en rupture. Notre objectif est d’amener un projet ou une innovation majeure jusqu’à la phase de développement tous les deux ans».

Des projets très différents sont développés au LCI, avec une grande marge de manoeuvre et une volonté d’ouverture vers l’extérieur : un tiers des projets émanent de discussions avec des acteurs extérieurs comme les équipementiers, les écoles spécialisées.

L’objectif est de sortir du cadre des programmes classiques et donner un terreau fertile à des idées nouvelles, tout en s’appuyant sur les métiers de l’ingénierie. Quelques exemples : Renault Twizy, NEXT TWO, le prototype de véhicule autonome et connecté, EOLAB et bien d’autres encore.


Un fonctionnement collaboratif, proche d’une start-up

Quatre ingrédients font partie intégrante de chaque projet : design, technologie, contraintes économiques et études clients. Comme le souligne Patrick Lecharpy « Notre organisation est basée sur l’abolition des frontières entre les métiers. Ici le Produit, le Design et l’Ingénierie fonctionnent en mode collaboratif. Chacun a le droit de regard et de contribution sur le domaine de l’autre. Un seul mot d’ordre : proposer pour avancer vite, ensemble.»


Serge Mouangue ajoute « Ce qui caractérise notre approche, c’est notre vision prospective, basée sur l’identification des besoins des clients et marchés de demain. Le LCI se distingue dans sa façon d’aborder les problématiques. En recherchant volontairement le contrepied d’idées communément admises, nous ouvrons la porte aux idées nouvelles pour construire les stratégies produit du futur.»


De l’idée au maquettage physique : des prototypes pour aider les décideurs

Grâce à une organisation souple et dynamique, le LCI est capable de passer en quelques semaines, voire quelques jours, du stade de l’idée à la réalisation physique (maquette design, prototype…), ce qui permet des décisions très rapides sur une base concrète. Cette entité constitue une force pour l’entreprise et démontre le caractère distinctif de l’innovation Renault.


2. Les outils de la créativité : l’innovation, c’est l’affaire de tous !

1. Stimuler la créativité interne

INNOVATION ROOM : un lieu d’exposition thématique ouvert à tous, source d’inspiration et d’ouverture
A disposition des collaborateurs Renault, ce lieu contribue à développer leur potentiel d’innovation et de créativité dans une philosophie de « sérendipité » (le fait de trouver une solution par hasard, tel Archimède dans son bain).

Des expositions thématiques sont organisées dans l’Innovation Room au rythme de deux fois par an. Elles sont l’occasion de présenter aux collaborateurs des objets innovants provenant de tous les secteurs de l’industrie, hors automobile, sous une forme ludique dans le but de générer de nouvelles idées.

Le fonctionnement de l’Innovation Room s’appuie sur des visites organisées, des conférences sur le thème et des réunions de créativité. Les thèmes abordés alternent entre problématiques de l’entreprise et thématiques en rupture (évolutions technologiques en cours et grandes tendances sociétales).


Exemples de thèmes d’exposition :

- Sur les thématiques de l'entreprise : Matières à économiser, Emotion, Qualité perçue
- Sur les thématiques de rupture : Play the Game (gamification), Maker generation (lorsque le consommateur devient acteur/créateur)

Plus particulièrement, l’exposition en cours, « Maker Generation » s’appuie sur la culture du do-it yourself : dans un monde où les plateformes numériques et les composants électroniques permettent à tout un chacun, de fabriquer, détourner, manipuler, créer des objets, les consommateurs vont vouloir aller plus loin. Ils vont vouloir s'approprier les données techniques des fabricants pour les partager et les enrichir à leur goût.


RENAULT CREATIVE PEOPLE : l’innovation, c’est l’affaire de tout Renault

Renault Creative People est un dispositif de créativité interne dédié à l'innovation qui s’appuie sur les technologies d’information de l’entreprise : intranet, espaces partagés…. L'objectif est de permettre à l’ensemble des collaborateurs du Groupe Renault, partout dans le monde, de proposer des idées d'innovations, de les travailler, et de participer à leur mise en oeuvre.

Renault Creative People repose sur trois piliers :

- Un forum d'appel à idées sur l'intranet, qui sollicite de manière périodique tous les collaborateurs pour suggérer des idées d'innovations sur un thème cadré. Deux appels à idées ont été lancés en 2014.

Les appels à idées peuvent être lancés à la suite des expositions thématiques de l’Innovation Room : émotion, véhicule connecté, CO2/ environnement, design universel (prise en compte de la problématique du handicap) sont quelques-uns des thèmes traités ces dernières années.

On peut également relever d’autres appels à idées sur les thématiques propres à l’entreprise : réduire la consommation et les émissions de CO2 des véhicules, vie connectée, nouveaux services, social business, biomimétisme….

Les idées du forum sont passées en revue par un jury qui trie, évalue et redirige les meilleures idées vers les incubateurs. Chaque appel génère en moyenne 200 idées éligibles.

- Les incubateurs servent à approfondir les meilleures idées issues du forum en permettant aux personnes intéressées de se retrouver pour apporter leur contribution à une idée en un lieu spécifique : le Creative Lab.

- L’atelier des idées où sont passés en revue chaque semaine les sujets travaillés en incubateur. L'atelier des idées se veut un lieu d'échange libre, où l’esprit critique et la bienveillance sont de mise, sans tabou et dans la bonne humeur.


CREATIVE LAB : donner forme aux idées

Une idée peut paraître bonne sur le papier sans toutefois l’être dans la vraie vie. Le Creative Lab est un lieu, ouvert à tous, dans lequel les collaborateurs se retrouvent pour donner forme à leurs idées de manière physique et échanger avec les contributeurs potentiels.


A titre d’exemple, les échanges au sein du Creative Lab ont permis à Renault de lancer une application pour smartphone évaluant la pertinence pour un conducteur de véhicule thermique de passer au véhicule électrique.


2. S’ouvrir sur l’extérieur pour s’inspirer et renforcer la vision de l’entreprise

UNE COMMUNAUTE D’INNOVATION : préparer les esprits aux innovations de rupture

Comme l’explique Dominique Levent, Directrice stratégie & créativité, « Partager et comprendre ce qui bouge, provoquer des rencontres inédites, créer de nouveaux savoirs : telle est la mission de notre Communauté d’Innovation. Nous y partageons avec nos partenaires et nos pairs les meilleures pratiques de management de l’innovation, dans un cadre qui dépasse largement l’automobile. L’objectif est de construire ensemble une vision du futur et de préparer notre écosystème aux innovations de rupture. »

La communauté d’innovation est composée d’experts Renault, de partenaires automobiles (Michelin, Valéo, Visteon) mais aussi dans d’autres domaines (SNCF, EDF, CEA, Safran, La Poste) ainsi que des consultants ou académiques (Ecole des Mines, Ecole Polytechnique, CNAM, Strate Collège, Les Ateliers ENSCI ou encore HEC Montréal).

Une des premières réalisations a consisté à élaborer une vision commune de l’éco-mobilité électrique à travers l’étude de la consommation énergétique d’une gare de métro intégrant des véhicules électriques, branchés sur le même réseau.

RENAULT AU COEUR DE LA SILICON VALLEY :

Renault s’est doté d’une antenne d’observation des grandes tendances au coeur de la Silicon Valley, constituée d’une quinzaine de personnes. Ce haut lieu de l’innovation mondiale est en effet une source d’inspiration exceptionnelle pour Renault qui y assure une veille technologique, dans un fonctionnement collaboratif avec les acteurs de la vallée. Grâce à des idées puisées au coeur des tendances technologiques du moment, les premiers projets d’innovation émanant de cette antenne viendront enrichir le plan innovation de Renault pour les années futures.

Source : Dossier de Presse Innovations@Renault