Le démonstrateur technologique Peugeot 208 HYbrid Air 2L vise une consommation de 2,0 litres aux 100 km.

Pour abaisser la consommation de la 208 1.2L PureTech 82 BVM5 (consommation de 4,5 litres aux 100 km et émissions de CO2 de 104 g/km) à 2,0 litres aux 100 km, les ingénieurs PSA Peugeot Citroën et les partenaires du projet ont utilisé des technologies jusqu'alors réservées à la compétition automobile ou au domaine du luxe auto. Ils ont procédé à une sélection rigoureuse pour ne retenir que celles industrialisables dans une usine de production existante à haute cadence industrielle.

Il s'agit de réduire drastiquement la consommation (de diviser par deux la consommation d'une déjà très sobre 208 !) sans altérer le style et les prestations de la voiture.

Gagner le moindre gramme de CO2 est un véritable défi. Sur le cycle NEDC, un gain d'un gramme correspond à un allègement de 10 kg, ou à une réduction de la consommation électrique de 50 W, ou à une réduction de la résistance au roulement de 6 N, ou à une amélioration du SCx de 0,03 m².

Un gain de 1% en rendement moteur permet de réduire les émissions de CO2 dans la même proportion.

Le démonstrateur technologique 208 HYbrid Air 2L est basé sur la 208 1.2L PureTech 82 BVM5 de série (poids de 960 kg et SCx de 0,65 m²).

La 208 1.2L PureTech 82 BVM5 de série fait appel massivement à l'acier dans sa structure. Sa masse volumique étant de 7850 kg/m3, l'emploi de matériaux alternatifs, tels que les composites ou l'aluminium, présente un véritable potentiel. En effet, leur masse volumique est de l'ordre 1200 kg/m3 pour un composite carbone et de l'ordre 2700 kg/m3 pour de l'aluminium.

Cependant, il n'est pas systématiquement possible de remplacer une pièce en acier par la même en aluminium. En effet, il est nécessaire de prendre en compte les propriétés mécaniques et le coût des matériaux.

La conception multi-matériaux nécessite de réaliser des assemblages mixtes acier / aluminium / composite et de développer de nouvelles technologies d'assemblage.

La structure en acier accueille un nouveau plancher en matériau composite qui participe à l'absorption d'énergie en cas de choc. Ce plancher composite est constitué de trois éléments assemblés par collage à partir d'un plastique thermodurcissable.

La rigidité des composites est également exploitée pour simplifier la conception de certaines pièces. Le hayon est ainsi à architecture dite semi-structurelle par l'association d'une peau et d'une doublure d'une épaisseur de 1,5 mm assurant sa résistance à la torsion.

La rigidité et la masse réduite permettent par ailleurs de supprimer l'un des deux  vérins équilibreurs, soit un allègement complémentaire.

Enfin, au moulage, une gorge est pratiquée dans la doublure pour recevoir le faisceau électrique, permettant de réduire le nombre d'agrafes.

Les côtés et les panneaux de caisse, les portières et le pavillon font eux aussi appel aux composites carbone, comme les ressorts hélicoïdaux de suspension. L'emploi du composite impacte positivement le comportement dynamique par la réduction des masses non suspendues.

Le berceau moteur, les brancards et les longerons sont réalisés en aluminium. Au contact de l'oxygène, l'aluminium se couvre naturellement d'une fine couche d'alumine qui le protège de la corrosion en profondeur.

Les efforts d'allègement concernent également  la re-conception de pièces existantes. L'adaptation des épaisseurs de la ligne d'échappement en inox permet un gain de 20% sur cette seule pièce.

Basé sur une 208 de série légère de 960 kg, le démonstrateur technologique 208 HYbrid Air 2L affiche une réduction de la masse de 100 kg.

La chaîne de traction de la 208 1.2L PureTech 82, composée d'un moteur essence associé à une boîte de vitesse mécanique à 5 rapports, est remplacé par une chaîne de traction hybride essence – air comprimé.

La technologie HYbrid Air combine deux énergies pour atteindre le meilleur rendement en fonction des différentes situations de vie.

L'air comprimé assiste le moteur essence, voire s'y substitue, pour l'amener à ces points de fonctionnement les plus efficients lors des phases transitoires : accélérations et décollages.

La technologie HYbrid Air est constituée d'un réservoir d'énergie (contenant de l'air sous pression, disposé sous le plancher du coffre), d'un réservoir basse pression au niveau de la traverse du train arrière (faisant office de vase d'expansion) et d'un groupe hydraulique constitué d'un moteur et d'une pompe (installé sous le capot sur la transmission).

Celle-ci est composée d'un train épicycloïdal piloté pour gérer la répartition entre les deux énergies. Elle remplace la boîte de vitesses mécanique et offre des prestations d'automatisation des changements de vitesses.

Positionnés dans la zone arrière, les deux réservoirs sont constitués d'une âme en aluminium, pour l'étanchéité, recouverte d'une peau en composite, pour la robustesse.

En fonction de la situation de conduite rencontrée, le superviseur sélectionne, de manière totalement transparente pour le conducteur, le mode permettant d'atteindre le meilleur rendement.

Dans le mode Air (ZEV), seule l'énergie contenue dans l'air comprimé motorise le véhicule. En circulation urbaine, le véhicule fonctionne sans consommation d'essence et émissions de CO2.

En mode Essence, seul le moteur essence entraîne le véhicule. Ce mode est particulièrement adapté sur route et autoroute à vitesse stabilisée.

Le mode Combiné est destiné en particulier aux phases transitoires en ville et sur route (décollages, accélérations). Il combine les deux énergies dans des proportions ajustées pour atteindre la consommation optimale.

Le réservoir d'énergie est rechargé soit à la décélération (freinage ou lever de pied) soit par une dérivation d'une partie de l'énergie développée par le 3 cylindres essence afin de comprimer l'air.

Dans les deux cas, la capacité énergétique maximale de l'accumulateur sous pression est atteinte en dix secondes seulement.

Le bloc 3 cylindres essence 1.2L PureTech 82 est optimisé, notamment en ce qui concerne les pertes par frottements. Celles-ci représente environ 20% de la puissance consommée par un moteur. Pour les réduire, les deux arbres à cames ainsi que les pistons sont recouverts d'un revêtement Diamond Like Carbon.

En association avec de nouveaux coussinets en polymère, le moteur contient une huile à très basse viscosité pour atteindre plus rapidement le point de fonctionnement optimum du moteur.

Le rendement du moteur progresse ainsi de 4%.

Le style de la 208 connaît seulement quelques évolutions pour parfaire l'aérodynamique. La progression de 208 HYbrid Air 2L est améliorée par la réduction des perturbations aérodynamiques. Ainsi, l'assiette est abaissée et un module d'entrées d'air piloté gère au juste nécessaire le flux d'air pénétrant dans le sous-capot.

L'écoulement est également amélioré par l'ajout d'enjoliveurs pour parfaire la jonction entre les montants A et le parebrise. La partie arrière comporte un béquet intégré au hayon et un extracteur d'air sous caisse. Celui-ci évacue le flux qui se propage sous la voiture sans entrave grâce au carénage du soubassement.

Sur les flancs de la carrosserie, la rétrovision n'est plus confiée à un miroir, protégé par une coque, mais à une caméra au support profilé alliant esthétisme et efficacité.

Les jantes de grand diamètre sont couvertes par des enjoliveurs aérodynamiques.

Les pneumatiques contribuent à cette performance par leur architecture innovante. Le choix des matériaux et la conception de la bande de roulement permettent de combiner une faible largeur et un grand diamètre. L'aérodynamisme et la résistance au roulement des pneumatiques sont ainsi améliorés.

Cette architecture présente d'autres bénéfices : meilleure absorption des irrégularités de la route, meilleure résistance à l'aquaplaning, confort acoustique supérieur.

Le SCx résultant présente une véritable rupture ! Les ingénieurs et les stylistes Peugeot sont parvenus à réaliser un bond supérieur à 20% tout en préservant l'habitabilité et le coffre !

Le démonstrateur technologique 208 HYbrid Air 2L a été réalisé en collaboration avec les partenaires de la Plate-Forme Automobile (PFA): Faurecia, Michelin, Plastic Omnium, Valeo.