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LA Nouvelle 2CV - UN VEHICULE HYBRIDE A ROUES EN LOSANGE COMBINANT L'AUTO ET LA MOTO. Vincent de Blois le 3 février 2023 - modifié le 23 février 2023

La Nouvelle 2CV est un véhicule hybride léger mêlant les caractéristiques de l'auto et de la moto. Ses roues sont en losange, au lieu d'être en rectangle. Les roues motrices (en rouge) sont de plus petit diamètre et dotées de pneus à profil plat, tandis que les pneus des roues avant et arrière sont ronds et de grand diamètre, semblables à des pneus de motos.

Un bloc central comprenant [un groupe électrogène, sa batterie de démarrage, son réservoir, un système de récupération d'énergie et les roues de propulsion avec leur moteurs électriques] est suspendu comme une balançoire à un axe. Les roues de propulsion (en rouge) ne s'inclinent donc pas avec le reste du véhicule; elles restent toujours à l'horizontale appuyées au sol. L'inclinaison de la cellule se fait à la demande du pilote, mais pas tout à fait comme sur une moto qui pour s'incliner ne réclame que le poids du motard. La Nouvelle 2CV fait appel à une assistance électrique qui incline la cellule autour de l'axe.

Les roues motrices sont de plus petit diamètre que les roues avant et arrière pour favoriser l'emploi de moteurs de faibles puissance. Elles sont mues par des moteurs électriques, puisant dans les batteries (en vert) situées sous les sièges passager. L'Austin Mini avait de bonnes accélérations et de bonnes reprises grâce à ses petites roues, ce qui a permis à la Morris Mini Cooper de P. Hopkirk dotée d'un moteur de 70cv de remporter le rallye de Monte-Carlo en 1964 contre la FORD Falcon V8 3 fois plus puissante de Bo Ljungfeldt. En diminuant le diamètre des roues motrices sur la Nouvelle 2CV, on économise du poids, et on favorise l'emploi de moteurs peu puissants, sans pénaliser les accélérations.

Avantage des roues en losange pour la motricité
Avec cette disposition en losange et ces roues de diamètre différents, on sépare les fonctions de roulage et de propulsion des roues. Deux grandes roues à pneus ronds (en coupe) à l'avant et à l'arrière assurent roulage, inclinaison et direction, tandis que deux petites roues (en position centrale en rouge) assurent la propulsion et le freinage en récupérant de l'énergie. L'intérêt d'avoir 2 petites roues dédiées à la propulsion et une cellule qui s'incline est d'éliminer les décalages d'appui latéraux (et donc de motricité) que provoque la force centrifuge, la roue intérieure au virage ayant tendance à se soulever, tandis que l'extérieure au contraire appuie d'avantage. Pour résoudre ce souci sur les véhicules à roues en rectangle, on dirige plus de puissance motrice sur les roues situées à l'extérieur du virage (différentiel).
La Nouvelle 2CV n'a pas besoin de différentiel; c'est par l'inclinaison de la majeure partie de la masse (cellule + passagers + batteries) qu'on absorbe ces effets de la force centrifuge avant qu'ils ne se produisent. On devrait par ce moyen obtenir une meilleure motricité et aussi améliorer le confort des passagers, car la position inclinée est plus agréable en virage.

Avantage des roues en losange pour l'aérodynamique et la sécurité
La disposition en losange améliore beaucoup la pénétration dans l'air. La carrosserie de La Nouvelle 2CV est en forme de chaloupe retournée. Elle est pointue, et fend l'air verticalement. On pourrait aussi aussi imaginer un système d'écartement et de resserrement des roues motrices sur autoroute, car la vitesse élevée et les trajectoires rectilignes suppriment l'utilité d'avoir un appui latéral (effet gyroscopique important). En resserrant ces 2 roues motrices, on les placerait dans le sillage d'air de la roue avant, ce qui diminuerait encore la trainée et économiserait de l'énergie.
Un véhicule pointu est aussi bon pour la sécurité, bien que ce soit contre-intuitif. En cas de collision avec un piéton ou un cycliste, ce dernier aurait plus de chance d'éviter la mort en étant projeté par un coté de la machine qu'en étant percuté frontalement par la "barre" d'un capot de grande largeur (choc frontal haut, souvent mortel pour les enfants dans le cas des SUV). Une collison imminente sur la pointe pourrait aussi donner lieu à une détection et à l'activation d'un airbag. Les collisions frontales entre véhicules seraient aussi moins fréquentes, car un avant pointu peut plus facilement échapper à un autre vehicule, et encore plus facilement si cet autre véhicule a aussi un avant pointu. La Nouvelle 2CV n'est pas dotée de rétroviseurs pour préserver son aérodynamisme; ce sont des écrans à l'intérieur de l'habitacle.

Avantage des roues en losange pour les maneuvres
La gestion des roues avant et arrière par commande électrique facilite les maneuvres comme le montre cette vidéo de l'Ellipsis de Philippe Charbonneaux (designer de la Renault R8), qui était pourtant dotée d'un système mécanique.

Les grandes roues pourront ainsi tantôt tourner en sens contraire pour faciliter les maneuvres (créneau ou virage serré) à vitesse nulle ou très faible, tantôt reproduire le mode de direction des motos (où seule la roue avant tourne) lorsque la vitesse sera plus élevée. On notera que l'effort pour tourner les roues à l'arrêt sera faible, grâce au faible poids et aux pneus à profil ronds, qui offrent une résistance minimale à la rotation à l'arrêt (plus besoin d'assitance à la direction = gain de poids).

Motorisation et performances
On sait que dans les vélomobile à cokpit très aérodynamique, un cycliste de force moyenne peut atteindre 45 km/h. La puissance d'un cycliste, c'est pourtant bien moins qu'un cheval.

La motorisation serait copiée sur le système "électrique sans recharge" de Nissan, et minimisé en poids et en volume pour pouvoir se loger avec tous ses accessoires dans le bloc central : un petit groupe électrogène à essence fonctionne par intermittence à un régime optimisé pour recharger le plus efficacement possible les batteries (sous les sièges) quand c'est nécessaire. La puissance motrice serait de 25 kw soit 35cv (29 chevaux étaient suffisants pour mener la 2cv6 à 110km/h, il n'est pas exagéré de penser qu'avec 6 cv de plus et une meilleure aérodynamique, on atteigne 130 km/h). Enfin comme on l'a écrit plus haut, les roues motrices de petit diamètre permettent d'obtenir de bonnes accélérations en ville. Le bruit et les vibrations du moteur en marche doivent être faible, du fait que le bloc central et la cellule ne sont en contact que par l'axe qui le soutient, lequel doit pouvoir être facilement isolé par des silent blocks.

Divers..
modularité, et accès au bloc central : le démontage et l'accès à la mécanique srait facile, car il suffirait de déverrouiller et de soulever la cellule pour dégager le bloc central, que l'on pourrait ensuite porter sur une table pour travailler à l'aise. On peut aussi imaginer différentes configurations évitant de jeter la totalité des véhicules à la casse comme on le fait aujourd'hui : on pourrait échanger le bloc central pour un autre différent de même dimension, ou au contraire changer la cellule tout en conservant le bloc central pour en faire une 2+0, une 2+4 ou une 4+4 passagers.

voila ce que ça donnerait en 4+4 ... bon les sièges sont un peu bas...mais ça aide à voir. On pourrait envisager de fabriquer des bus rhomboïdes...voir autres dessins

logiciel : les roues ne doivent pivoter en sens inverse que pour les maneuvres, et pour les virages à très faible vitesse. L'ordinateur doit décider à partir de quelle vitesse seule la roue avant doit pivoter et entraîner une inclinaison, qui devra être proportionnée à la vitesse et au rayon du virage.

Coffre et communication des passagers entre l'avant et arrière : la cellule est portée par un longeron supérieur auquel sont suspendus les éléments de structure de la cellule. Au centre de la cellule, au dessus du bloc central se trouve le coffre, qui s'incline avec le reste. Un volume vide de chaque côté au dessous du coffre doit être ménagé pour éviter que la cellule en s'inclinant ne vienne buter sur le bloc central. Les 2 parois intérieures du coffre, côté conducteur et côté passagers, devraient être amovibles. On pourrait ainsi garder ce volume de coffre fermé quand on a des bagages, ou ouvert dans le cas général où on n'en a pas (sauf si on souhaite couper la communication entre l'avant et l'arrière, ce qui peut être une option intéressante pour les taxis)

pare-brise, évacuation de la chaleur. : on pourrait imaginer supprimer le pare-brise de la nouvelle 2CV, et le remplacer par un écran. L'intérêt serait de supprimer le dégivrages et les essuie-glace (gain de masse), et deuxièmement de limiter la surchauffe de l'habitacle quand le véhicule est garé au soleil. Des cellules solaires sur le toit pourraient aussi être dédiées à l'évacuation de l'air chaud, pour éviter de consommer l'électricité des batteries.

Voila à quoi ça pourrait ressembler...
A noter que sur ce dessin, le volume vide de chaque côté en bas du coffre n'a pas été prévu car je m'imaginais au départ que tout le tronçon central devait pivoter. Or cela n'a rien d'obligatoire, et il vaut bien mieux rendre cet espace du coffre solidaire de l'habitacle (donc pivotant), car en faisant ainsi la masse des bagages ne vient pas perturber la motricité.

Vincent de Blois, le 24 janvier 2023, modifié le 3 février 2023, modifié le 14, puis le 21 février 2023.

Liens :

Sbarro Charbonneaux Ellipsis, 1997 : roues en losange pas d'inclinaison en virage.
City Car (Franco Sbarro 2007) : véhicule hybride uttra-léger à roues en losange. Moteur électrique dans la roue avant, thermique dans la roue arrière.
Nissan Land Glider : roues en rectangle, pneus de moto, gestion de l'inclinaison (video)
Mercedes F400 : roues en rectangle, et roues extérieures au virage s'inclinant (abandonné)
Mercedes F300 life jet : 3 pneus de motos, et les 2 roues avant qui s'inclinent avec l'habitacle (video)
Sbarro Scorpius: 2 motos accolées pour la propulsion, et une cellule s'inclinant à l'avant.

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