Des étudiants de l'université de Clemson, à Greenville, en Caroline du Sud (États-Unis), ont dévoilé le prototype de voiture électrique « Deep Orange 17 ». Ce véhicule de recherche alimenté à l'énergie solaire est capable de produire plus d'énergie qu'il n'en consomme. BMW et l'Institut Fraunhofer pour les systèmes énergétiques solaires (ISE) ont soutenu son développement.

Seize étudiants de l'université de Clemson, qui viennent d'obtenir leur master en génie automobile, ont mis au point la Deep Orange 17, un coupé deux portes surnommé « Luminetta ».

Programme « Deep Orange »

Ce véhicule, d'apparence quelque peu massive, ne remportera pas de prix de design ; il est décrit comme un ‘ prototype de véhicule électrique à bilan énergétique positif ’ qui, selon ses créateurs, produit plus d'énergie qu'il n'en consomme au cours d'une journée type de trajets urbains.

Développé en collaboration avec l'équipe de recherche et développement de BMW, ce prototype allie technologie solaire, construction légère et système de pilotage intelligent du véhicule.

La Deep Orange 17 n'est pas le premier concept-car développé au sein de cette université de Caroline du Sud. Dans le cadre de son programme ‘ Deep Orange ’, plusieurs promotions d'étudiants de l'université de Clemson ont conçu et construit une série de prototypes fonctionnels. BMW est un partenaire de longue date de ce programme.

Source d'énergie continue

À l'automne 2024, BMW a mis au défi les étudiants de Deep Orange 17 de repenser l'une des grandes questions du secteur : un véhicule pourrait-il produire plus d'énergie qu'il n'en consomme lors de son utilisation quotidienne ?

Au cœur du concept énergétique du véhicule se trouvent plus de 1 700 cellules photovoltaïques intégrées directement dans ses surfaces extérieures, qui produisent de l'électricité aussi bien à l'arrêt qu'en mouvement.

Plutôt que de se concentrer uniquement sur l'optimisation en fonction de cycles de conduite normalisés, l'équipe s'est intéressée à la manière dont les gens utilisent réellement leurs véhicules au quotidien. Les véhicules particuliers passent la majeure partie de leur temps à l'arrêt, ce qui offre des possibilités de capter l'énergie solaire tout au long de la journée.

Les étudiants ont également conçu ce véhicule pour capter l'énergie solaire pendant la conduite, ce qui permet à la lumière du soleil de devenir une source continue d'énergie au quotidien.

Ces cellules ont été mises au point en collaboration avec l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire (ISE) en Allemagne. Selon l’équipe chargée du projet, le système fonctionne également à l’ombre et utilise en permanence la lumière du soleil pour recharger le système de stockage d’énergie du véhicule. Un film extérieur résistant protège les cellules solaires.

“ C’est un projet que nous souhaitions mener à bien depuis des années ; c’est donc extrêmement gratifiant de voir ce groupe d’étudiants se mobiliser au cours des deux dernières années, surmonter tant de défis techniques et de contraintes, et donner vie à un véhicule à énergie positive ”, a déclaré Stephan Augustin, chef de projet Recherche et Nouvelles technologies chez BMW.

Conditions réelles

Afin d'évaluer ce concept dans des conditions réelles, les étudiants ont analysé les conditions environnementales et le rayonnement solaire à Greenville (Caroline du Sud), Francfort (Allemagne), Madrid (Espagne) et Mumbai (Inde).

En se basant sur un trajet quotidien d'environ 20 kilomètres, l'équipe affirme que le véhicule génère suffisamment d'énergie solaire excédentaire sur les quatre sites pour offrir une autonomie supplémentaire moyenne d'environ 50 kilomètres.

Conçu pour les conducteurs qui privilégient la facilité de conduite, l'efficacité énergétique et une dépendance réduite vis-à-vis des infrastructures de recharge, ce véhicule incarne une nouvelle approche de la mobilité durable.

Léger et aérodynamique

L'université n'a pas donné de détails sur le groupe motopropulseur proprement dit, mais précise que l'aérodynamisme et la construction légère jouent un rôle clé dans le concept ‘ à énergie positive ’ du véhicule. Le prototype ne pèse que 550 kilogrammes, tandis que sa conception aérodynamique “ s'inspire des caractéristiques aérodynamiques du poisson-coffre ”.”

Son châssis multimatière associe de l'acier de construction, garantissant la sécurité des passagers, à des composants en aluminium, des éléments structurels en fibre de carbone et des articulations métalliques imprimées en 3D, afin d'optimiser la résistance tout en réduisant au minimum la masse.

D'autres technologies, notamment le freinage régénératif, la répartition intelligente du couple et les commandes optimisées de la chaîne cinématique, agissent de concert pour maximiser la récupération d'énergie et améliorer les performances globales du véhicule.

“ Ce projet a représenté un défi incroyable, non seulement pour créer un prototype fonctionnel à bilan énergétique positif, mais aussi pour démontrer comment un véhicule peut devenir de plus en plus autonome sur le plan énergétique grâce à l’intégration de panneaux solaires ”, a déclaré Harsh Manghnani, membre de l’équipe Deep Orange et responsable de l’intégration solaire. “ Voir nos recherches et notre conception initiales validées par un prototype fonctionnel a été extrêmement gratifiant ”, a-t-il ajouté.

Processus de développement complet

Contrairement aux projets d'ingénierie traditionnels, Deep Orange plonge les étudiants de troisième cycle au cœur du processus complet de développement d'un véhicule. Les étudiants mènent des études de marché, définissent les besoins des clients, élaborent des concepts de véhicules, conçoivent les principaux systèmes, fabriquent les composants et valident les performances, tout en travaillant aux côtés d'ingénieurs du secteur et en gérant des budgets, des calendriers et des contraintes techniques réels.

“ Il est rare qu’un étudiant en master ait l’occasion de découvrir l’ensemble du processus de développement d’un prototype de véhicule ”, a déclaré Anshul Karn, chef de projet chez Deep Orange.

“ De nombreux cursus d'ingénierie proposent des cours dans des domaines tels que la modélisation numérique ou le marketing, mais très peu d'entre eux offrent aux étudiants la possibilité de partir d'une idée, de suivre l'ensemble du processus de développement et, au final, de livrer un prototype pleinement fonctionnel. C'est cette expérience qui rend Deep Orange si unique. ”

Les travaux de recherche sur ce prototype se poursuivront au Centre international de recherche automobile de l'université de Clemson (CU-ICAR), où le véhicule servira de base à la poursuite de l'innovation en matière de mobilité durable. Le Deep Orange 17 devrait également être présenté au Consumer Electronics Show 2027, à Las Vegas.