3 450 km avec un seul gallon (3,8 litres) : aux États-Unis, des étudiants ont construit une mini-voiture en carbone de 49 kg, optimisée pour rouler à 37 km/h

Aux États-Unis, une équipe d’étudiants en ingénierie a mis au point un étonnant tricycle ultra-léger capable de parcourir une distance record avec une quantité infime de carburant.

Ce véhicule expérimental, présenté par le site technologique américain qui relaie l’exploit, a surpris les concurrents lors d’une compétition d’efficacité énergétique organisée sur le circuit mythique d’Indianapolis. Conçu par des étudiants de l’université Brigham Young (BYU), ce prototype illustre à quel point l’optimisation du poids, de l’aérodynamique et du moteur peut faire exploser les compteurs de consommation, bien loin des voitures de série que l’on croise en France.

Une mini-voiture de 49 kg pensée pour consommer presque rien

Le véhicule imaginé par les étudiants de BYU est un tricycle fermé, à trois roues, entièrement dédié à l’efficacité. Sa structure repose sur une coque en fibre de carbone, un matériau à la fois rigide et très léger, qui permet de limiter le poids à seulement 108 livres, soit environ 49 kg, avant l’installation du pilote.

Cette masse minime joue un rôle central. Chaque kilo en moins signifie moins d’énergie à fournir pour accélérer et maintenir la vitesse. À l’échelle d’un concours comme le Shell Eco-marathon Americas, où l’objectif est de parcourir la plus grande distance possible avec une quantité de carburant strictement limitée, chaque gramme devient crucial.

Lors de l’épreuve, la mini-voiture de BYU a atteint l’équivalent de 2 145 miles par gallon, soit près de 3 450 km avec 3,8 litres de carburant, selon les calculs de la compétition.

Cette performance a été mesurée sur un parcours de 10 miles (environ 16 km) au sein de l’Indianapolis Motor Speedway, haut lieu de la course automobile aux États-Unis. Les juges surveillaient précisément la consommation de carburant sur cette boucle afin de déterminer l’efficacité réelle de chaque prototype.

Une carrosserie en fibre de carbone taillée pour fendre l’air

Pour atteindre un tel rendement, les étudiants de BYU ont d’abord concentré leurs efforts sur l’aérodynamique. Leur coque en fibre de carbone adopte une forme très compacte, fermée et profilée, destinée à réduire au maximum la traînée, c’est-à-dire la résistance de l’air.

À 37 km/h, vitesse de croisière visée par l’équipe, le frottement de l’air reste déjà une composante majeure de l’effort à fournir. Les ingénieurs en herbe ont donc cherché à lisser toutes les surfaces, limiter les excroissances et optimiser le passage du flux d’air autour du véhicule.

• Coque très basse et allongée
• Surface frontale réduite
• Jonctions soignées pour éviter les turbulences
• Matériau rigide permettant une épaisseur minimale

Selon le récit relayé, le moindre détail de la forme a été étudié pour éviter que de petites résistances accumulées sur 10 miles ne viennent plomber la consommation finale. Le vent sur le circuit a aussi joué un rôle : de légères variations pouvaient suffire à faire varier les résultats, ce qui a poussé les équipes à peaufiner leur design jusqu’au dernier moment.

Un cockpit minuscule réservé aux petits gabarits

Pour garder un gabarit aussi réduit, les étudiants ont fait un choix radical : n’autoriser à bord que des pilotes de petite taille et de faible poids. Le cockpit a été conçu pour des conducteurs mesurant au maximum 1,63 mètre (5 pieds 4 pouces) et pesant moins de 54 kg (120 livres).

L’intérieur ne comporte aucun confort superflu : pas de climatisation, pas de système audio, pas d’équipement ajouté qui pourrait alourdir l’ensemble. Seuls les organes de commande indispensables sont maintenus.

Dans ce type de prototype, chaque fonctionnalité non essentielle est éliminée afin de gagner quelques centaines de grammes, voire quelques dizaines, qui peuvent influencer le résultat final.

Cette approche contraste avec les attentes des conducteurs français habitués aux équipements de confort, mais elle illustre la logique extrême d’un concours consacré uniquement à l’efficacité énergétique.

Un moteur alimenté par seulement 30 millilitres d’éthanol

L’un des aspects les plus frappants du projet tient à la quantité de carburant utilisée pour la course de référence. Pour parcourir la boucle de 10 miles, le tricycle n’emportait qu’une petite bouteille contenant 30 millilitres d’éthanol, soit l’équivalent de deux cuillerées à soupe environ.

À première vue, employer de l’éthanol plutôt que de l’essence pourrait sembler désavantageux : ce carburant contient moins d’énergie par litre. Pourtant, l’équipe BYU a fait ce choix pour une raison technique.

Les règles du Shell Eco-marathon autorisent différents carburants, mais l’éthanol offre un atout spécifique : il permet de faire fonctionner les moteurs à des taux de compression plus élevés, ce qui améliore le rendement thermodynamique. Autrement dit, chaque unité d’énergie disponible est mieux exploitée.

Cette configuration moteur, associée au poids plume et à la carrosserie profilée, explique le chiffre spectaculaire affiché à l’arrivée.

Une vitesse idéale autour de 37 km/h et une conduite très douce

Les étudiants n’ont pas cherché à battre des records de vitesse. Leur but était de trouver le compromis optimal entre rapidité et économie. D’après les éléments rapportés, une allure d’environ 23 mph (soit 37 km/h) s’est révélée la plus efficace.

Au-delà, la résistance de l’air augmenterait trop vite, obligeant le moteur à consommer davantage. En dessous, le temps passé sur la piste deviendrait plus long et d’autres pertes énergétiques s’accumuleraient.

Les pilotes ont également adopté une conduite très anticipative. Plutôt que de freiner fort avant chaque virage, ils laissaient le véhicule décélérer naturellement pour ne pas gaspiller l’énergie accumulée.

Limiter les freinages inutiles et laisser jouer l’inertie s’avère l’un des leviers les plus efficaces pour réduire la consommation, qu’il s’agisse d’un prototype de compétition ou d’une voiture de tous les jours.

Un travail d’équipe calqué sur un vrai projet industriel

Le projet a mobilisé une vingtaine d’étudiants en génie mécanique de BYU pendant plusieurs mois. Chaque groupe gérait une partie précise du prototype : conception des panneaux de carrosserie, étude du flux d’air, dimensionnement de la transmission, calculs de poids, préparation du moteur.

Dale Tree, enseignant et encadrant de l’équipe, a expliqué que cette organisation reflétait celle d’un bureau d’études automobile : « Personne ne construit une voiture entière seul, a-t-il rappelé. C’est une équipe d’ingénieurs qui conçoit chaque composant du véhicule. »

À l’approche de la compétition, les étudiants ont enchaîné les séances de test et les ajustements de dernière minute. La présidente du club, Camille Nobrega, a décrit ces semaines intenses comme un moment de cohésion. Elle a confié être reconnaissante envers les membres de l’équipe pour leur engagement, soulignant que quelques heures de travail supplémentaires paraissaient moins lourdes à fournir grâce à l’ambiance du groupe.

Que représenterait ce concept face aux voitures utilisées en France ?

Le Shell Eco-marathon ne vise pas à produire des véhicules commercialisables en l’état, aux États-Unis comme en France. Les voitures de tous les jours doivent respecter de nombreuses contraintes : sécurité active et passive, confort, normes routières, capacité à transporter plusieurs personnes, tenue à des vitesses élevées sur autoroute… autant de points ignorés par les prototypes de ce type.

En France, des écoles d’ingénieurs et des universités participent elles aussi à des compétitions d’efficacité, reprenant des principes similaires : structures ultra-légères, carrosseries très profilées, moteurs de petite cylindrée optimisés ou moteurs électriques, et sélection rigoureuse des pilotes.

Pour un conducteur français, l’enjeu principal se situe surtout dans le transfert partiel de ces recettes vers les véhicules de série : meilleure aérodynamique des carrosseries, allègement des plateformes, optimisation des groupes motopropulseurs, ou encore généralisation des aides à l’éco-conduite. Sans aller jusqu’à des coques en fibre de carbone de 49 kg, ces pistes contribuent à abaisser la consommation des voitures actuelles, thermiques comme hybrides ou électriques.

Une vitrine des leviers d’efficacité énergétique

Le record décroché par l’équipe de BYU illustre trois grands leviers d’action bien identifiés par les ingénieurs automobile :

Le concours américain met ces variables en lumière de façon extrême, mais les mêmes principes se retrouvent dans la transition énergétique des transports en France. L’allègement des véhicules reste un sujet majeur pour les constructeurs, y compris avec l’essor des batteries, plus lourdes que les réservoirs classiques.

À titre d’exemple, la fibre de carbone, utilisée ici pour la coque, est déjà présente sur certains véhicules haut de gamme ou sportifs. Ce matériau gagne progressivement du terrain dans des applications plus larges, notamment sous forme de renforts ou de pièces structurelles, chaque gain de masse se traduisant à terme par une baisse des besoins énergétiques.

Un laboratoire grandeur nature pour les mobilités de demain

Des prototypes comme celui de BYU servent aussi de terrain d’essai pour des stratégies de conduite sobres. L’idée de maintenir une vitesse stable, d’anticiper les freinages, d’éviter les accélérations brutales se rapproche de ce que promeuvent déjà certaines campagnes de sensibilisation à l’éco-conduite en France.

Si l’on est très loin des contraintes d’un usage quotidien, ces expériences démontrent jusqu’où l’ingénierie peut aller lorsqu’on accepte de sacrifier confort, habitabilité et performances pures au profit de la seule efficacité énergétique. Elles offrent un aperçu des marges de progrès encore disponibles pour les futurs véhicules, qu’ils soient thermiques, hybrides ou électriques.

Hélène Vasseur

Lecture rapide : rédactrice en chef d’Eurotel, ancienne de l’hôtellerie, spécialiste des hôtels de caractère et des city-trips.

Hélène Vasseur a passé près de quinze ans dans l’hôtellerie avant de se consacrer à l’écriture. De la réception d’un palace lyonnais à la direction d’une maison d’hôtes, elle a appris à lire un hôtel de l’intérieur : ce qui fait une vraie adresse, et ce qui relève du décor.

Rédactrice en chef d’Eurotel, elle coordonne la ligne éditoriale et arpente l’Europe à la recherche d’hôtels de caractère et de destinations à raconter autrement. Sa conviction : on voyage mieux quand on comprend les lieux, pas seulement quand on les coche. Elle garde un faible pour les vieilles villes d’Europe centrale et les petits-déjeuners qui s’éternisent.