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Inventer la roue du futur

Andreas Valencia Pollex, concepteur de roues chez Audi, réinvente la roue pour les véhicules électriques et propose une nouvelle vision de l’aérodynamisme et du design.

09.02.2021 Interview: Bernd Zerelles – Photos: Robert Fischer Temps de lecture : 6 min.

L’insert en matériau synthétique de la roue aérodynamique Audi ressemble à une aile.
Les inserts aérodynamiques en matériau synthétique ouvrent aux concepteurs de roues Audi de toutes nouvelles possibilités créatives.

L’électromobilité pose des défis particuliers en matière de design et d’aérodynamisme. D'une part, elle permet de nouvelles approches en matière de design. D'autre part, les roues sont de plus en plus grandes car elles doivent supporter un poids plus important. Toutefois, des roues plus imposantes représentent un véritable défi en matière d'aérodynamisme. Comment parvenez-vous à résoudre cette équation en tant que designer Audi ?

La roue est avant tout un élément déterminant pour la sécurité. Toutes les forces générées par une voiture sont transmises à la route via la configuration roue-pneumatique. Mais à la différence des autres composants du châssis, la roue est visible de l’extérieur. À nous donc, les concepteurs de roues, de créer une solution répondant non seulement aux exigences techniques, mais valorisant également le design du véhicule. De plus, le bilan énergétique des véhicules électriques est un paramètre crucial à prendre en compte. Notre attention s’est donc déplacée en conséquence. Si auparavant, les roues se contentaient de répondre à de simples critères de solidité et de résistance, nous devons aujourd’hui développer et concevoir des roues aérodynamiques intelligentes avec une efficacité maximale. Car leur impact sur l’autonomie des véhicules électriques est de taille.

 

 

Comment créer une roue aérodynamique optimale ?

Il faut trouver l'interaction parfaite entre la carrosserie du véhicule, le pneu, la jante, et la position de la roue dans le passage de roue. Pour assurer une aérodynamique optimale, nous devons obtenir une certaine planéité afin que l'air qui frappe l'avant de la voiture soit dévié autour de la carrosserie du véhicule sans provoquer de fortes turbulences sur les côtés. Toutefois, créer cette planéité est une opération délicate. Une surface fermée nécessiterait d'utiliser plus de matériau et, dans le cas de l'aluminium, cela entraînerait une augmentation du poids. Pour réduire le poids des roues, nous avons donc utilisé du plastique pour créer les surfaces fermées sur les roues de l'Audi e-tron GT quattro. Un autre facteur est que, comme partout en matière d'équation énergétique, la vitesse joue un rôle majeur. Les zones se déplaçant rapidement ont un impact plus important sur le plan de l’aérodynamique que celles qui se déplacent plus lentement. Le centre de la roue peut donc être ignoré. En revanche, on remarque un effet de levier important au niveau de la zone extérieure de la roue aérodynamique. Autrement dit : le sujet est très complexe.

Audi e-tron GT quattro: Consommation énergie mixte*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEDC); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)Émissions de CO₂ mixtes*: 0 g/km

Audi e-tron GT quattro: Consommation énergie mixte*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEDC); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)Émissions de CO₂ mixtes*: 0 g/km

Pourquoi ne pas avoir simplement opté pour une jante plate recouvrant la roue ?

Les clients qui achètent une voiture haut de gamme veulent non seulement une fonctionnalité absolue, mais aussi une esthétique sans compromis. Or, esthétiquement parlant, des roues aux surfaces planes et lisses ne répondent pas à ces critères. Notre ambition est de trouver une esthétique véhiculant une nouvelle image de l’électromobilité tout en répondant pleinement aux attentes de nos clients. De plus, d'un point de vue purement technique, il est également impossible d’utiliser des roues intégralement fermées. Car si on privait les freins d’arrivée d’air, le liquide de frein finirait par bouillir et cela poserait un problème en matière de sécurité. Il est indispensable que les roues disposent d’une certaine aération. Pour l'Audi e-tron GT, nous sommes finalement parvenus à trouver le juste équilibre, tant en termes de géométrie que d’aérodynamique. Nous avons atteint un point où l’air s’écoule aussi bien sur les angles et ouvertures que s'il s'écoulait sur une surface entièrement fermée. 

 

Les ouvertures ne provoquent pas de tourbillons d’air ?

Non. En collaboration avec nos spécialistes en aérodynamique, nous avons trouvé l’angle idéal, qui laisse passer l'air jusqu'aux freins tout en dirigeant le flux d'air comme si la surface était fermée. À la vitesse à laquelle il traverse la roue, l'air ne peut réagir que selon les lois de la physique. D’un point de vue aérodynamique, la roue de l’Audi e-tron GT quattro représente la pointe du progrès.

Audi e-tron GT quattro: Consommation énergie mixte*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEDC); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)Émissions de CO₂ mixtes*: 0 g/km

Audi e-tron GT quattro: Consommation énergie mixte*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEDC); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)Émissions de CO₂ mixtes*: 0 g/km

Andreas Valencia Pollex, concepteur de roues chez Audi, présente la roue aérodynamique.
Certains des équipements présentés/décrits sont des équipements optionnels disponibles avec un coût supplémentaire. Les données concernant les équipements de série et optionnels sur cette page Web se réfèrent au marché allemand. Vous obtiendrez des informations détaillées sur les équipements de série et optionnels dans votre pays sur votre site Web national correspondant ou chez votre partenaire Audi.

La structure de base de la roue aérodynamique est-elle toujours en aluminium ? Les matériaux synthétiques ne sont-ils utilisés que dans les éléments d’habillage ?

Tout à fait. Observée de l’intérieur, la roue comporte cinq branches rectilignes, qui génèrent une stabilité maximale. L’aluminium reste un matériau essentiel pour les roues. Ses propriétés techniques, telles que la plasticité et la robustesse, demeurent inchangées. L’aluminium est également très résistant contre les fortes chaleurs provoquées par le frein à l’intérieur de la roue. Toutefois, une roue classique à cinq branches n’aurait quasiment aucune efficacité sur le plan aérodynamique, et créer une surface plane en aluminium aurait rendu la roue trop lourde. Au cours du processus de développement, nous sommes finalement parvenus à la conclusion qu’il fallait utiliser des inserts en matériau synthétique pour fermer la surface. On obtient ainsi une roue particulièrement légère. En outre, les matériaux synthétiques ont des particularités techniques très intéressantes. Nous avons identifié quel type de matériau utiliser à quel endroit selon sa résistance à la chaleur. Le temps passé et l’énergie déployés pour développer une telle roue sont colossaux. Ce n'est absolument pas comparable à la création d'une roue en aluminium produite industriellement.

Comment avez-vous abordé le design de cette roue ?

Notre priorité absolue était de créer un design progressiste. Nous avons commencé par dessiner une roue en intégrant déjà une certaine planéité afin d’éviter d’emblée toute erreur majeure. Mais la conception finale de la roue a été le résultat d'une étroite collaboration avec nos collègues de la fabrication, de la production et de l'aérodynamique. A titre d'exemple, j'évoquerai cet élément en matériau synthétique en deux parties, qui crée la planéité et ressemble à une aile. Pour l’obtenir, deux éléments ont été assemblés, puis vissés ensemble sur la roue selon une autre structure géométrique. Nous voulions vraiment que cet élément soit bicolore. Initialement, la partie claire était en aluminium, mais cela s'est avéré trop lourd. Il nous a donc fallu opter pour un matériau synthétique, que nous avons ensuite minutieusement laqué. Ce faisant, nous n’avons pas cherché à imiter l’aluminium finition brillante. La précision requise pour obtenir cette pièce à la fois innovante sur le plan du design, et à la fois durablement résistante dans toutes les conditions de conduite et par tous les temps n’a pu être obtenue qu’en parfaite synergie avec tous les corps de métier impliqués.

 

Le matériau synthétique utilisé permet donc de réduire le poids, mais vous ouvre également de nouveaux horizons en matière de design ?

En effet, l’utilisation d’un matériau synthétique ouvre de nouvelles perspectives. Auparavant, lorsque je concevais une roue, je devais toujours tenir compte d'un certain rayon d'arête pour des raisons physiques et de construction. Si les arêtes sont trop vives, toutes les forces s’y concentreront et les pièces en aluminium se briseront exactement à cet endroit. Il en va différemment des matériaux synthétiques. Je peux désormais dessiner des détails d’une extrême précision comme cette texture, ce qui n’était pas possible auparavant. Et le service design « Couleurs et finitions » nous a présenté des laques dont je n'avais jamais entendu parler auparavant. En tant que concepteurs de roues, un nouvel univers s’ouvre à nous.

En tant que concepteurs de roues, un nouvel univers s’ouvre à nous.

Andreas Valencia Pollex

Vue détaillée de la roue aérodynamique Audi
Certains des équipements présentés/décrits sont des équipements optionnels disponibles avec un coût supplémentaire. Les données concernant les équipements de série et optionnels sur cette page Web se réfèrent au marché allemand. Vous obtiendrez des informations détaillées sur les équipements de série et optionnels dans votre pays sur votre site Web national correspondant ou chez votre partenaire Audi.

En quoi ce design de roue incarne-t-il l’ADN Audi ?

L’ADN Audi est omniprésent dans cette roue. Le moindre détail illustre la qualité du design : la rigueur, le choix minutieux des angles, l’équilibre des lignes qui se rejoignent en un arc de cercle. L’observateur éclairé appréciera la qualité de ce design. Et même sans être un expert en design, vous le trouverez apaisant et séduisant. Voilà l’ADN Audi : un design de qualité. Au moment où nous avons conçu cette roue, notre ambition était de donner à l’Audi e-tron GT quattro une allure aussi avant-gardiste, électrique, moderne et pointue que possible. Vous retrouvez tout cela dans cette roue. 

 

En matière de design, quelle caractéristique de la roue de l'Audi e-tron GT quattro souhaiteriez-vous mettre en exergue ?

S’il fallait souligner un détail particulièrement innovant, ce serait le mouvement de torsion des branches. Nous avons accentué cette torsion parce qu'elle prend le contrepied de l'esthétique dominante. Elle fait apparaître la roue sous un jour nouveau, résolument progressiste. Avec le temps, on s'habitue à une certaine façon de voir les choses, sans même savoir pourquoi et d’où vient exactement cette habitude. Or, c’est justement ce schéma qu’il convient de rompre. Bien sûr, cela peut aussi avoir un effet polarisant. Mais c'est en persistant dans cette rupture avec l'esthétique conventionnelle que vous créez une nouvelle modernité. Dans notre cas précis, c'est un jeu entre ce que l'on veut voir - autrement dit, des rayons concentriques - et une torsion qui est perçue de manière subliminale pour ne pas polariser. Vient s’y ajouter un motif particulier, une tendance très moderne qui s’est fortement développée dans le monde du design au cours des dernières années. Chez Audi, il s’agit des lignes répétées, caractéristiques de notre langage stylistique dédié à l’électrique. On les retrouve notamment dans la signature lumineuse de l’Audi e-tron et désormais également dans le design de la roue. Les multiples couleurs de la roue démontrent également une certaine complexité visuelle. Et à l’instar des montres haut de gamme dont le mouvement est visible, mais difficile à comprendre pour le profane, tout ce qui est complexe éveille le désir. Il en va de même pour cette roue. Chacun reconnaîtra qu’elle fait partie d’un tout, et que chaque composant trouve sa place au sein d’une entité bien plus vaste.

Audi e-tron GT quattro: Consommation énergie mixte*: 19,6–18,8 kWh/100km (NEDC); 21,6–19,9 kWh/100km (WLTP)Émissions de CO₂ mixtes*: 0 g/km

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