05
Mai
2011
|
02:00
Asia/Baku

Développement du nouveau SLS AMG roadster : stable même sans portes papillon

Après la version avec portières papillon, le roadster SLS est la seconde voiture développée indépendamment par AMG. Les versions coupé et roadster ont été créées parallèlement, ce qui a présenté des avantages considérables au cours du processus de développement. Pendant cette période d'environ trois ans consacrée à l'élaboration du roadster SLS AMG, les ingénieurs ont accordé une attention particulière aux aspects suivants : rigidité de la carrosserie, dynamique de conduite, capote et ensemble NVH (bruit-vibrations-rudesse).

Stuttgart, printemps 2011 : les nouveaux roadsters SLS AMG sont légèrement camouflés pour leurs tests sur circuit. Alors que les connaisseurs n'auront aucun mal à les identifier, les autres ne verront dans ces voitures à deux places équipées d'une capote en tissu que de simples prototypes : aucune étoile ou identification de modèle Mercedes en vue, un smple adhésif noir sur l'avant, l'arrière et les côtés. Toutefois, les proportions parlent d'elles-même : un capot allongé, des roues larges et un arrière court indiquent qu'il s'agit d'une voiture de sport au design époustouflant.

Il reste six mois avant sa présentation en première mondiale au Salon international de l'automobile de Francfort en septembre 2011, suffisamment de temps donc pour évaluer le degré de maturité du nouveau roadster SLS AMG.Les responsables d'AMG ont déjà terminé la plupart du travail de développement, vu que le coupé et le roadster ont été créés parallèlement. Le développement et les tests de la nouvelle voiture haute performance d'AMG sont basés sur le prototype numérique. Des recherches approfondies permettent d'atteindre des objectifs précis. Qu'il s'agisse de problèmes liés à la conception de la carrosserie, à la répartition du poids, à la position du moteur, au centre de gravité ou à la conception des essieux, ou, de toute évidence, à la dynamique de conduite, à l'aérodynamisme, à l'ergonomie, au comportement en cas de choc et au processus de production, les logiciels de simulation les plus récents permettent d'obtenir une représentation très réaliste d'un véhicule et de toutes ses caractéristiques. Le prototype numérique est donc un véhicule automobile virtuel complet.

Dans la foulée, AMG s'est également appuyé sur l'énorme savoir‑faire de ses homologues de Mercedes-Benz : comme dans le cas du coupé, le développement en réseau s'est intensifié au Centre Technologique Mercedes (MTC) à Sindelfingen avec plusieurs équipes de développement Mercedes-Benz.Grâce aux logiciels de simulation les plus récents et aux nombreux essais de conduite sur tous les continents, ce roadster de 420 kW (571 ch) sera fin prêt pour sa commercialisation à l'automne 2011. Les spécialistes d'Affalterbach se sont particulièrement concentrés sur la rigidité de la carrosserie, la dynamique de conduite, la capote et l'ensemble NVH – "Bruit-Vibrations-Rudesse".

Synthèse : rigidité, performance et ajustement de la capote

Tous ces aspects de développement sont évidemment très étroitement liés, comme l'explique Tobias Moers, responsable du développement global et membre du Bureau exécutif de Mercedes-AMG : "Sans rigidité de la carrosserie, aucune dynamique de conduite n'est possible, et il n'est pas possible non plus de garantir un parfait ajustement de la capote". Étant donné que la version roadster avait déjà été prise en considération lors de la phase de conception du SLS AMG, la structure en aluminium de la carrosserie, légère et extrêmement rigide, faisait naturellement partie des spécifications dès le début du processus. En raison de l'abandon du toit fixe et des portières papillon, il a fallu concevoir des jupes latérales plus robustes. Cette mesure ne visait pas à respecter les normes légales en cas d'accident – en effet, le Roadster devrait en principe pouvoir y faire face s'il était équipé des jupes latérales du coupé. Les études et les essais de conduite ont démontré qu'il était encore possible d'améliorer la dynamique de conduite en modifiant cet élément. C'est pourquoi les ingénieurs ont développé des jupes latérales avec des parois plus épaisses et des élargisseurs pour le roadster. "Le roadster SLS AMG est une vraie voiture de sport, exactement comme le coupé. Il est évident qu'AMG ambitionne aussi d'atteindre une dynamique de conduite optimale avec ce modèle cabriolet", déclare Tobias Moers.

Afin de lui permettre de parvenir à une dynamique de conduite identique à celle du coupé, malgré l'absence d'un toit fixe, le roadster SLS AMG présente deux caractéristiques conçues pour augmenter la rigidité de la carrosserie : la traverse qui soutient le tableau de bord est équipée de supports additionnels au niveau de l'encadrement du pare-brise et du tunnel central, et une traverse de support entre la capote et le réservoir rigidifie l'essieu arrière. Dès le départ, ces éléments éliminent les vibrations et rendent superflu l'usage des amortisseurs de vibration supplémentaires souvent utilisés par d'autres marques et qui présentent le désavantage d'alourdir le véhicule. Autre élément important, ce n'est que lorsque la carrosserie atteint le degré de rigidité adéquat que la capote peut être ouverte et fermée par commande électrohydraulique en toute sécurité alors que le véhicule se déplace à une vitesse maximale de 50 km/h. Les éléments latéraux des modules avant et arrière sont identiques sur les deux modèles SLS AMG. La carrosserie du Roadster ne pèse que 243 kg, un poids comparable à celui de la carrosserie du modèle Coupé SLS AMG qui est d'à peine 241 kg.

Quelques modifications spécifiques de la structure en aluminium

En raison de l'abandon du toit du modèle coupé et des portières papillon, le roadster SLS AMG est équipé d'une traverse de renforcement derrière les sièges destinée à soutenir le système fixe de protection anti‑retournement. Sans oublier le subwoofer du système de sonorisation haut de gamme BeoSound AMG de Bang&Olufsen : il est intégré dans la traverse, étant donné que la capote du roadster ne permet pas de l'intégrer à la plage arrière comme c'est le cas pour le modèle coupé. Il fallait également relever le défi de l'isolation acoustique de la traverse, où sont logés les deux hauts parleurs de 165 cm du subwoofer connectés en série. De nombreux aménagements ont été nécessaires pour atteindre le plaisir d'écoute adéquat. Et une cloison spéciale installée dans la traverse en aluminium a été nécessaire pour satisfaire les exigences de qualité sonore.

La capote en tissu à trois épaisseurs du roadster SLS AMG, qui est repliée en accordéon derrière les sièges afin de gagner de l'espace, constitue également un aspect important de la dynamique de conduite. Cette structure combinant magnésium, acier et aluminium et présentant une masse optimisée permet d'abaisser le centre de gravité du véhicule et est conçue pour des vitesses (électroniquement limitées) pouvant aller jusqu'à 317 km/h. Qu'il soit ouvert ou fermé, même à la vitesse maximale, le toit ne doit produire aucun bruit intrusif de claquement, de bourdonnement, de chuintement, de cliquetis, de sifflement ou de grondement. De la même manière, le saute-vent vitré automatique et le revêtement intérieur, sur la capote et la ligne de ceinture, ne doivent pas vibrer. Rien ne doit entraver le plaisir de la conduite à ciel ouvert. Les essais méticuleusement définis qui sont effectués sur les circuits rapides de Papenburg, de Nardo (Italie) et d'Idiada (Espagne) permettent de vérifier que les résultats obtenus dans des conditions extrêmes sont conformes aux souhaits des clients.

L'excellente acoustique – que les ingénieurs d'AMG ont également vérifiée en s'appuyant sur des équipements de mesure de haute technologie – bénéficie aussi d'un autre élément particulier : la lunette arrière, intégrée sans couture, en verre de sécurité monocouche. Un procédé de production particulier permet non seulement une transition en douceur entre la surface externe de la capote et le verre, mais la somme de tous ces éléments de conception réduit le bruit du vent lorsque le toit est fermé – à n'importe quelle vitesse.

125 ans d'expérience en innovation pour les cabriolets

L'élaboration d'une capote qui protège le véhicule à la fois de l'eau et du vent est une opération complexe, et AMG et Mercedes‑Benz se sont appuyés sur l'énorme expérience acquise en 125 ans d'innovation. Il y a toujours eu des cabriolets dans l'histoire de Mercedes‑Benz – et ce, à la différence de nombreux concurrents, de manière ininterrompue.

Toutefois, chaque capote est différente, et même les objectifs qui ont été définis auparavant deviennent de plus en plus exigeants au fil du temps. Les cinq défis auxquels les concepteurs AMG du roadster SLS AMG ont accordé une attention et un soin tout particuliers sont l'eau, le sable, la poussière, la chaleur et le froid. La poche de récupération d'eau représente une des caractéristiques spécifiques du toit souple compact : elle est fixée sous la capote pour récolter l'eau de pluie et la diriger vers le bas de caisse par le biais de deux ouvertures pratiquées de chaque côté.

Tous les aspects du développement d'un véhicule qui impliquent une déformation flexible sont toujours très complexes. Les simulations conduisent parfois à des conclusions erronées, et elles n'offrent pas toujours la solution la plus économique. Les procédures de test classiques permettent souvent d'obtenir des résultats rapides. "Dans ce domaine, il est impossible de tout simuler au moyen de la CAO, et il faut alors recourir aux tests, aux essais et aux mises au point. Et, bien entendu, la solution qui sera adoptée en fin de compte devra aussi être conforme aux contraintes de la production en série. Nos départements spécialisés et l'ensemble de l'équipe de développement travaillent en étroite collaboration afin de parvenir à la solution optimale", nous dit Holger Strahl (34), gestionnaire de projet de développement. Il ajoute : "Chez AMG, jamais nous n'optons pour une demi solution".

Test d'endurance à 16 critères : le "test de la pluie de Sindelfingen"

Le test de la pluie effectué au Centre Technologique Mercedes (MTC) à Sindelfingen est particulièrement exigeant, et tout nouveau véhicule arborant l'étoile Mercedes doit impérativement le réussir - qu'il soit équipé d'un toit fixe, d'une capote ou d'un toit rétractable. D'énormes quantités d'eau sont utilisées afin de s'assurer que le résultat du travail de développement est étanche, – ce qui constitue un défi particulier dans le cas des roadsters ou des cabriolets. Ces véhicules doivent réussir 16 tests pour être homologués.

Que ce soit au cours du test du tuyau d'arrosage, pendant lequel tous les joints de la capote, des portières et des ouvrants sont aspergés d'eau à l'aide d'un tuyau, au cours du test de pluie continue, du test de passage à gué, du test de glace, du test de remous et du test haute pression, voire du passage final par le car wash automatique, ce test de la pluie simule toutes les circonstances possibles et imaginables sur les cinq continents.

Essais au banc et essais pratiques dans toutes les zones climatiques

Outre les différentes installations de test, telles que la cabine à eau et le tunnel aérodynamique/climatique, les spécialistes d'AMG ont également recours à des essais de conduite dans toutes les zones climatiques du monde, où ils peuvent ainsi identifier des problèmes et chercher des solutions. À Laredo, au Texas, par exemple, il existe une poussière particulièrement fine qui parvient à s'infiltrer dans pratiquement n'importe quel type de trou et permet donc de tester les joints d'étanchéité de manière optimale.

La capote compacte en tissu, que l'on peut aisément ouvrir et fermer en 11 secondes à peine par simple pression d'un bouton, et même à des vitesses pouvant aller jusqu'à 50 km/h, doit également subir une batterie de tests impitoyables. L'un d'entre eux est le test d'endurance standardisé pour les toits souples auquel sont soumis tous les roadsters et cabriolets Mercedes : 20 000 cycles de fermeture sur un banc d'essai fixe ne doivent révéler aucun problème au niveau des cylindres hydrauliques, des moteurs électriques et des joints. On effectue également 2 500 cycles de fermeture pendant que le véhicule est en mouvement, et dans des conditions climatiques qui peuvent être une forte chaleur, un froid glacial, une humidité élevée ou un vent sec du désert. À nouveau, rien dans ce domaine n'est laissé au hasard – et à juste titre : le but de cette énorme débauche d'efforts est d'offrir au client un plaisir de conduite sans limite au volant de son roadster SLS AMG.

Test d'endurance pour un contrôle qualité total

Toutes les étapes d'optimisation ont été franchies, et tous les essais de production à l'usine Mercedes‑Benz de Sindelfingen ont été concluants, mais les concepteurs n'ont pas encore atteint leur objectif. La qualité globale du véhicule va à présent faire l'objet d'une série de tests d'endurance, qui simulent la totalité du cycle de vie du véhicule dans les conditions les plus exigeantes par le biais de séquences d'épreuves accélérées. L'objectif est de vérifier le degré de maturité du véhicule avant que débute le cycle de production en série.

Les tests d'endurance dans le détail :

Essais de longue durée sur une variété de routes :

 · tous les composants et systèmes sont testés simultanément par une utilisation quotidienne. Chargés jusqu'à la limite du poids nominal brut autorisé, les véhicules d'essai sont soumis à un programme de tests méticuleusement défini sur des routes de campagne, des autoroutes et dans la circulation urbaine.

Test d'endurance sur la lande :

· dans ce cas, les concepteurs se concentrent sur la solidité du châssis et des organes de suspension, sur l'ensemble de la carrosserie et du soubassement de carrosserie sur lequel reposent l'essieu avant, la direction et le moteur. Les véhicules d'essai sont chargés jusqu'à la limite du poids nominal brut autorisé.

Tests d'endurance "accélérés" :

· test de l'ensemble du véhicule, en mettant l'accent sur la transmission, le châssis et la suspension. Parmi les caractéristiques spécifiques du programme AMG figure une épreuve de 10 000 kilomètres sur l'anneau nord du Nürburgring et 10 000 kilomètres en circuit urbain.

Test d'endurance à plein régime :

· manœuvres d'accélération et de freinage extrêmes avec une proportion élevée de conditions de conduite à plein régime, mettant à rude épreuve les systèmes de refroidissement, d'alimentation en carburant et de freinage.

Test de corrosion de longue durée :

· le test de corrosion de l'ensemble du véhicule simule les influences environnementales de type dynamique et climatique les plus extrêmes.Approbation finale du conseil d'administration : · vérification exhaustive du degré de maturité du développement et de la production.

Première mondiale le 13 septembre 2011, au Salon de Francfort

Il s'agit d'un programme considérable et d'un échéancier très serré, qui pour de nombreux ingénieurs AMG ne perdra son caractère d'urgence que lors de la première mondiale du 13 septembre 2011, lorsque le nouveau Roadster SLS AMC sera présenté à l'ensemble de la presse au Salon international de l'automobile à Francfort.