Il n'y a pas de raccourci pour fabriquer une voiture performante. Je fais simplement de mon mieux pour trouver le problème et l'améliorer. C'est pourquoi Hyundai Motor et Kia poussent leurs véhicules dans des environnements d'essai extrêmes.
California City, à l'ouest du désert des Mojaves, la région la plus aride de l'ouest des États-Unis, abrite le California Proving Ground (centre d'essais de Mojave) de Hyundai Motor Company et Kia. C'est ici que se forgent les performances exceptionnelles et la haute qualité des véhicules électriques Hyundai Motor et Kia, qui ont remporté de brillantes récompenses lors des plus grands prix automobiles mondiaux.
Les automobiles d'aujourd'hui sont un concentré de technologies variées, allant de la mécanique à l'électricité en passant par l'électronique. Alors que les éléments qui composent une voiture ont considérablement augmenté, une qualité irréprochable exige des tests impitoyables, bien au-delà des conditions réelles de la route. Le but : découvrir et résoudre les problèmes que les simulations informatiques ne peuvent pas détecter, et perfectionner la technique.
Hyundai Motor & Kia ont inauguré le centre d'essais de Mojave en 2005, en quête de conditions extrêmes. La région est extrêmement aride, avec un climat désertique. En été, la température moyenne est de 39°C et celle du sol dépasse les 54°C. En hiver, le temps doux affiche en moyenne 26°C, mais lorsqu'une tempête survient, les pluies sont torrentielles. Ainsi, le site d'essais de Mojave permet de réaliser des tests dans une grande variété de conditions.
Le centre d’essais de Mojave s’étend sur environ 17,7 millions de mètres carrés (soit près de 5,35 millions de pyeong). Il dispose de 12 pistes d’essai, dont un « circuit à grande vitesse », un « site d’essai universel » et une « piste à longue plaque ». Si l’on additionne toutes ces pistes, la longueur totale atteint 61 km. Un site d’essai de cette envergure aux États-Unis est si vaste que seuls des constructeurs mondiaux comme GM, Ford et Toyota en possèdent un.
Le centre d’essais de Mojave réalise des tests de conformité locale, des tests réglementaires nord-américains, des tests d’endurance et des tests environnementaux des matériaux. Lee Seung-yeop, vice-président de Hyundai Motor et de l’Institut américain de technologie de Kia, a présenté le site d’essai de Mojave et s’est exprimé en ces termes :
« Les essais menés ici peuvent être classés en cinq catégories principales. Le test d’aptitude locale couvre les aspects liés au produit, comme le confort de roulement, la tenue de route et le bruit. Le test réglementaire nord-américain porte sur les performances de sécurité, telles que le risque de retournement, la distance de freinage et la vitesse d’évitement. Le test d’endurance évalue l’état du véhicule sur différentes surfaces, tandis que le test environnemental des matériaux mesure la résistance des pièces aux conditions extérieures. Nous nous concentrons également sur les essais de terrains accidentés et de traction pour les SUV, très prisés sur le marché nord-américain. »
Au centre d’essais de Mojave, des chercheurs du monde entier, y compris de l’Institut de recherche technologique américain de Hyundai Motor et Kia, effectuent des tests. Plus de 300 véhicules y sont testés chaque année, avec une moyenne de 200 000 kilomètres parcourus rien qu’aux États-Unis depuis ce site. Le centre d’essais de Mojave est le fruit de l’engagement de Hyundai Motor à offrir une mobilité sûre dans tous les environnements. C’est le moteur de la croissance des ventes en Amérique du Nord et dans le monde, ainsi que le fondement de la solidité qui a permis de percer sur le marché des véhicules électriques et des SUV.
Évaluer la résistance des véhicules électriques dans le désert brûlant
Actuellement, alors que le marché automobile mondial s’oriente rapidement vers l’électrification, Hyundai Motor et Kia sont considérés comme les constructeurs les plus performants dans cette transition. En particulier, les modèles de véhicules électriques dédiés basés sur la plateforme E-GMP du groupe Hyundai Motor sont bien accueillis sur les marchés du monde entier et imposent leur présence unique.
Les modèles électriques dédiés du Hyundai Motor Group, basés sur la plateforme E-GMP, affichent un niveau de perfection élevé.
Le succès des voitures électriques de Hyundai et Kia repose en grande partie sur leur degré de finition. Les exigences pour améliorer la complétude des véhicules électriques diffèrent de celles des moteurs thermiques. Les électriques embarquent une batterie haute densité et pèsent plus de 300 kg de plus que leurs homologues à combustion. Le principal critère d'évaluation est la capacité à encaisser les charges sur la suspension, les pneus, la carrosserie, etc. De plus, la gestion de la chaleur générée par les courants haute tension et les moteurs tournant à plus de 10 000 tr/min est également considérée comme un facteur clé.
Hyundai et Kia utilisent activement le site d'essais de Mojave pour tester la gestion thermique en conditions extrêmes. Lors des journées où la température dépasse 45 °C et l'irradiance atteint plus de 1 000 W/m², des tests intensifs de gestion thermique et de refroidissement des électriques sont menés. Lee Seung-yeop, directeur général, a expliqué le déroulement des tests de performance des véhicules électriques :
« Les véhicules électriques sont plus lourds que les thermiques. Les tests de performance dynamique, comme le confort de roulement et la tenue de route, sont donc primordiaux. Par ailleurs, des essais spécifiques aux électriques — recharge, décharge, autonomie et gestion thermique — sont également réalisés au Mojave Driving Test Center. C'est ce qui a permis de valider de nombreuses nouvelles technologies liées à l'électrification à l'heure où l'ère du véhicule électrique s'installe. »
Hyundai et Kia ont encore accru l'intensité des tests de gestion thermique et de refroidissement à l'ère du véhicule électrique. L'objectif est d'améliorer le refroidissement et d'optimiser le système de gestion thermique afin d'éviter une surchauffe du moteur ou de la batterie, même dans des conditions de conduite sévères impliquant de lourdes charges comme le remorquage, les montées, la conduite à grande vitesse et les routes sinueuses.
Pour l’Ioniq 5 N, par exemple, l’objectif principal lors du développement était de maintenir la température de la batterie sous les 60 °C, même dans des conditions de conduite extrêmes. Après d’innombrables cycles de recharge rapide et de roulage sur le site d’essai de Mojave, nous avons réussi à concilier les objectifs contradictoires d’une gestion efficace de l’énergie et d’une maximisation des performances de conduite.
Les efforts pour améliorer les performances se poursuivent également en dehors du centre d’essai de Mojave. L’ensemble des États-Unis sert de terrain d’essai pour Hyundai Motor et Kia. L’an dernier, les chercheurs du centre d’essai de Mojave ont passé environ dix semaines à optimiser la sécurité des batteries et la gestion thermique des véhicules électriques dans divers environnements américains, notamment à Death Valley, au Minnesota et en Oregon.
Le test de performance des véhicules électriques inclut bien sûr aussi le « cycle à haute vitesse ». Le circuit rapide, une piste ovale à trois voies de 10,3 km de long, simule les autoroutes américaines. C’est le plus grand site d’essai du centre de Mojave, et il permet de rouler à 200 km/h. Vu sa taille, il faut trois minutes pour boucler un tour.
Le nouveau véhicule subit un sévère test d’endurance complet sur ce circuit principal à haute vitesse. Il répète des phases de conduite rapide pendant trois mois en moyenne et mesure le vieillissement du véhicule. Parallèlement, divers essais sont menés, comme l’évaluation des performances du système de transmission, l’analyse du bruit aérodynamique, etc. Chaque véhicule parcourt 30 000 miles (environ 48 000 km), et il faut effectuer plus de 4 000 tours pour réussir le test.
Le centre d’essai de Mojave dispose également de nombreuses surfaces de route pour évaluer les performances des véhicules électriques dont la batterie est située sous le plancher. En tenant compte de diverses conditions environnementales extérieures, il s’agit d’évaluer la durabilité de la partie inférieure du véhicule sur un total de 16 types de revêtements, incluant routes fixes, routes longues et hors-piste (chemins accidentés).
Le test d'endurance est si sévère que seulement 16 000 km (10 000 miles) auront le même effet que 160 000 km (100 000 miles) parcourus sur une route classique. La surface de torsion, en particulier, rend la situation – qui a un impact important sur la batterie et la durabilité réelle du véhicule – encore plus rude qu'elle ne l'est en réalité. Hyundai Motor et Kia garantissent une endurance extrême en effectuant environ 500 essais de conduite ici.
Durabilité des composants capables de résister à des environnements extrêmes
Hyundai Motor et Kia utilisent la chaleur du site d'essai de Mojave pour tester l'impact de la température sur chaque partie du véhicule. Dans le « Material Environment Sustainability Facility », les effets des pièces sur le rayonnement solaire et la chaleur solaire sont mesurés. On y répertorie de nombreux composants qui constituent une voiture, des pare-chocs, phares, pièces extérieures comme les échantillons de peinture, les capteurs de conduite autonome, aux pièces intérieures telles que les tableaux de bord et les sièges. Le but est de les exposer longtemps à des environnements extrêmes pour observer la dégradation des couleurs et des matériaux.
Yoon Young-jun, chercheur exécutif de l’équipe d’essais de durabilité au sein de l’Institut américain de technologie de Hyundai Motor & Kia, a déclaré : « Les panneaux sur lesquels les pièces sont exposées se déplacent en fonction de la position du soleil et continuent de faire face au soleil tout au long de la journée. Ainsi, nous pouvons vérifier la durabilité jusqu’à 30 fois plus rapidement que les essais variables menés dans d’autres régions. » Il s’agit de garantir la durabilité dans des environnements extrêmes grâce à des tests sévères qui permettent d’absorber l’équivalent de l’ensoleillement annuel en seulement quelques mois.
Un test pour concevoir une voiture électrique qui roule bien et qui est silencieuse
L’importance du « comportement routier et de la tenue de route » (R&H) pour créer une voiture qui se conduit bien est capitale. Les chercheurs du centre d’essais de conduite de Mojave effectuent des tests sur différentes sections, telles que la « piste d’essai universelle », la « piste d’essai de réduction des vibrations et du bruit » et la « piste d’essai de tenue de route », afin d’évaluer le confort de roulement et la maniabilité des véhicules électriques.
Les essais de tenue de route aident à garantir des performances de conduite stables sur les terrains élevés et accidentés des États-Unis. D’une longueur totale de 5 km, la piste comprend une section de courbes rapides et une pente à 8 %, ce qui permet de réaliser intensivement un test de conduite en situation limite, comme l’entrée dans un virage à grande vitesse et la sortie à grande vitesse. Cela permet d’assurer des performances de conduite stables, même sur les routes nationales comportant de nombreux reliefs montagneux.
Sur la piste d’essai de longue rampe de 5,3 km avec une pente de 2 à 12 %, le test de performance en montée du système de transmission est principalement effectué. En effet, ces conditions sont idéales pour tester le couple élevé des véhicules électriques. Les chercheurs testent les performances d’accélération des voitures électriques en arrêtant et en redémarrant les véhicules de manière répétée sur les rampes.
Par ailleurs, les véhicules électriques à moteur n'émettant aucun bruit mécanique, les bruits extérieurs deviennent plus perceptibles. C'est pourquoi Hyundai Motor et Kia s'attachent à réduire au maximum les nuisances sonores générées dans diverses conditions de route et de conduite. Le test de confort et de bruit mené au Mojave Driving Test Center reproduit l'environnement de différentes routes réelles américaines. En Amérique du Nord, les techniques de revêtement varient selon les axes, aussi avons-nous appliqué différentes méthodes de pavage sur l'ensemble du parcours pour en tenir compte.
De plus, les routes nord-américaines sont fréquemment recouvertes d'un « slurry seal » (enduit gravillonné) qui permet aux chaussées en asphalte de résister durablement au climat, marqué par un fort ensoleillement. La surface de la route est donc rugueuse, ce qui génère d'importantes vibrations résiduelles en roulant. L'environnement sonore est également marqué par le bruit des routes vieillies par le vent, la pluie et le soleil, les impacts sur les chaussées dégradées, les passages à niveau et les regards d'égout.
En conséquence, Hyundai Motor et Kia réalisent une évaluation d'adaptabilité locale américaine sur un parcours d'essai reproduisant le « LA Freeway », une artère majeure représentative, ainsi que sur des trajets de test de confort et de bruit reproduisant 30 conditions de route américaines différentes, comme à New York, Detroit, Denver et San Francisco. L'objectif est de minimiser le bruit, d'améliorer l'absorption des chocs du véhicule et de supprimer autant que possible les vibrations qui parviennent à l'habitacle pour offrir un bon confort de roulement.
Le site d'essai de Mojave évolue au rythme des tendances mondiales
Une autre particularité du Mojave Driving Test Center est l’« evoring ». L’environnement automobile et commercial exigé par les clients du monde entier évolue constamment. Dans cette optique, il s’agit d’améliorer et d’ajouter des installations pour pouvoir mener des essais plus sévères. Matthew R. R., un ingénieur de l’American Institute of Technology de Hyundai Motor et Kia, qui travaille au Mojave Driving Test Center depuis 20 ans et est responsable de l’exploitation et de la gestion.
« Avec les progrès technologiques, nous introduisons sans cesse de nouveaux tests qui n’existaient pas il y a 20 ans. C’est une tâche importante que de construire et de gérer différents parcours d’essai et installations de recherche en phase avec l’environnement. Le Mojave Driving Test Center déploie de gros efforts pour réaliser des tests tournés vers l’avenir tout en préservant la nature désertique telle quelle. »
Lorsque le Mojave Driving Test Center a été achevé, il n’y avait qu’une seule piste pour les essais tout-terrain. En effet, à l’époque, l’accent était mis sur la simulation de la conduite urbaine et sur autoroute sur des pistes goudronnées. Aujourd’hui, le parcours tout-terrain du Mojave Driving Test Center a été porté à sept pistes, et des sentiers d’essai supplémentaires sont en construction. L’objectif est de fabriquer une voiture capable de répondre à n’importe quel environnement, en phase avec la tendance mondiale du SUV. Kang Hee-jin, chercheur principal au bureau d’essai et de développement des véhicules de l’American Technology Research Institute de Hyundai Motor et Kia, s’est exprimé ainsi.
« Le Mojave Driving Test Center a ajouté divers tests depuis sa création. Autrefois, le test de chaleur des moteurs à combustion interne était le programme principal, mais il a maintenant été élargi à divers essais tels que les tests de conduite et d’endurance des véhicules écologiques, y compris les véhicules électriques, et les tests tout-terrain des SUV. Les tests évoluent aussi vite que les tendances de l’industrie automobile. »
Les États-Unis offrent de nombreuses possibilités de conduite hors route et l’environnement y est varié. Il est donc nécessaire de vérifier différentes conditions dans un cadre plus sévère que la route empruntée par les clients, afin de garantir des performances solides. Lee Kyung-jae, chercheur principal au sein de l’équipe d’essais de performance énergétique du châssis du Hyundai Motor & Kia American Institute of Technology, explique : « Le test hors route renforce la vérification des diverses conditions environnementales extérieures en ajoutant différentes surfaces de roulement en plus du banc d’essai non goudronné existant. Nous fabriquons ici des SUV puissants capables de répondre aux besoins des clients, en phase avec la tendance mondiale des activités de plein air comme le camping. »
La technologie peaufinée sur le terrain accidenté profite à la sécurité de tous.
Le test de conduite hors route ne concerne pas uniquement les SUV. Il contribue également à l’acquisition de technologies pour la sécurité de tous. Le test du TCS (système de contrôle de traction) en est un bon exemple.
Le TCS est une fonction essentielle pour le tout-terrain : elle permet au véhicule de sortir facilement d’un chemin difficile en concentrant la force motrice sur la roue en contact avec le sol lorsqu’il franchit une bosse ou traverse un trou. Hyundai Motor et Kia ont préparé une variété de surfaces de roulement, notamment des routes sablonneuses, des chemins de gravier et des bosses en asphalte où le TCS peut être testé. Il s’agit d’une étape d’essai visant à améliorer les performances du TCS tout en développant les capacités de conduite hors route. C’est ce qu’explique Lance McLaws, chercheur principal au sein de l’équipe d’essais de performance énergétique du châssis du Hyundai Motor & Kia American Institute of Technology.
« Je suis responsable de l’évaluation et du réglage globaux des performances de conduite hors route, notamment le contrôle de la force motrice dans des conditions de roulage difficiles à basse vitesse, le patinage des roues (wheel slip, qui se produit lorsque la roue glisse sous l’effet d’une force supérieure à l’adhérence transmise à la roue). Nous effectuons également une vérification des performances de conduite sur des routes tout-terrain très accidentées. Vous serez surpris d’apprendre à quel point les pentes escarpées et les chemins rocailleux peuvent être abordés dans un SUV comme le Kia Telluride. »
Les essais tout-terrain comme celui-ci ne sont pas réservés aux SUV. Les véhicules électriques, dont le couple maximal est quasi instantané grâce au fonctionnement du moteur électrique, offrent d'excellentes performances de conduite même sur les chemins difficiles. En revanche, la transmission de la force est si rapide qu'elle provoque facilement un patinage des roues. Pour maîtriser cela, le TCS doit être affiné. Le chercheur principal Lance McRuss a exprimé sa fierté pour son travail en ces termes :
« L'Institut technologique américain effectue des réglages logiciels et matériels en tenant compte de nombreux aspects, notamment le design et la réglementation. Il existe plusieurs exemples de réglages visant à améliorer la sécurité du conducteur pour franchir plus stablement certains obstacles ou chemins difficiles. Le contrôle du patinage des roues, qui fait partie de mon travail, est en fin de compte une spécification de sécurité, même s'il s'agit d'une fonction accessoire. C'est vraiment gratifiant de penser qu'un jour, les clients pourront conduire plus en sécurité grâce aux fonctions que j'ai réglées. »
Matthew Al Shea, responsable des opérations du Mojave Driving Test Center, a exprimé sa fierté concernant ce centre d'essais : « Je suis toujours fier d'avoir pu vivre toutes les réalisations de Hyundai Motor et Kia au cours des 20 dernières années. Et c'est très gratifiant de travailler avec les chercheurs chargés du développement des véhicules. Les chercheurs aiment vraiment les voitures, et ils mettent toute leur passion pour apporter les plus petits changements au véhicule. Voici le Mojave Driving Test Center, où l'on travaille avec des personnes qui ont beaucoup d'affection et de fierté pour leur travail. »
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