Tesla a présenté ce jeudi 15 octobre, près de Waco, au Texas, la version définitive de son nouveau Roadster, et Elon Musk, son CEO, n’a pas cherché à rassurer : « Ce n’est pas forcément une voiture optimisée pour la sécurité », a-t-il lancé sur scène.
En début d’année, dans le podcast Moonshots de Peter Diamandis, il allait plus loin : « Si la sécurité est votre priorité numéro un, n’achetez pas le Roadster », ajoutant que Tesla « aspire à ne tuer personne » avec cette voiture, rapporte TechCrunch.
Le ton est à la plaisanterie, mais la question se pose sérieusement, et elle tient surtout à une pièce : les réservoirs qui alimentent les propulseurs.
Tous les Roadster ne seront pas concernés. Tesla prévoit trois versions à la réservation : la Performance, présentée comme « prête pour la route », se passe de propulseurs et mise sur un système d’aspiration par ventilateurs ; la Thrust, « prête pour la course », ajoute des propulseurs à gaz froid à l’arrière pour passer sous la seconde de 0 à 96 km/h ; la Rocket, « prête pour les airs » et la seule capable de voler, en compte dix répartis autour de la carrosserie.
Une version de base, sans aspiration, est encore en développement. La Thrust se contente d’un réservoir de 200 litres, et la Rocket en ajoute un second de 400 litres, ont précisé les ingénieurs de Tesla. Pas de prix pour l’instant, mais des réservations ouvertes : 50 000 euros pour la Performance, 250 000 euros pour la Thrust, la Rocket étant accessible sur invitation seulement.
Jusqu’à 600 litres d’azote à bord
Les propulseurs du Roadster ne brûlent rien. Ce sont des propulseurs à gaz froid, une technologie reprise de SpaceX : un gaz stocké à très haute pression s’échappe par des tuyères, et la réaction pousse la voiture.
Le premier réservoir, présent sur la Thrust comme sur la Rocket, est une grosse sphère noire en fibre de carbone, « de la taille d’un ballon de gym », placée dans le coffre, juste derrière les deux sièges. Le second, réservé à la Rocket, prend la place du siège passager : c’est pour cela que la version volante n’a qu’une place. Sur X, la marque affirmait que « chaque vide utilisable » de la voiture est rempli de ces réservoirs.
Ces réservoirs portent un nom barbare : COPV, pour composite overwrapped pressure vessel. Une fine enveloppe intérieure, souvent métallique, assure l’étanchéité ; un enroulement continu de fibres de carbone encaisse la pression. C’est la même famille que les réservoirs d’une Toyota Mirai ou les bouteilles d’air des pompiers.
Sur scène, Lars Moravy, vice-président ingénierie de Tesla, a parlé de 600 litres d’air comprimé au total, soit « environ 250 kilos d’air ». Devant les caméras de Hagerty, il est plus précis : le gaz est de l’azote. Il compose près de 80 % de l’air, et Tesla ne voulait pas mettre de carburant dans une voiture.
Moravy donne aussi la pression maximale : les réservoirs peuvent monter à 10 000 psi, soit environ 690 bars, comme dans une voiture à hydrogène. L’écran de piste visible sur les photos officielles affichait 5 500 psi (environ 380 bars) pour les propulseurs.
Quelle énergie, concrètement ?
Un gaz comprimé est un ressort : s’il se libère d’un coup, toute l’énergie accumulée part en onde de choc et en projection de morceaux de réservoir.
Selon nos calculs, le réservoir de 200 litres de la Thrust contient de 10 à 30 mégajoules d’énergie mécanique, selon la pression retenue et la méthode de calcul, soit l’équivalent de 2,5 à 7 kg de TNT. Celui de 400 litres de la Rocket en contient de 20 à 60 mégajoules, soit 5 à 14 kg de TNT. Les deux n’ont aucune raison de céder ensemble.
Ces chiffres sont des ordres de grandeur : à ces pressions, le gaz ne se comporte plus comme un gaz parfait, ce qui tire l’énergie réelle vers le bas de la fourchette, et un gaz qui se détend souffle moins fort de près qu’un explosif à énergie égale.
Pour se faire une idée, des chercheurs américains ont fait éclater au milieu des années 2000 des réservoirs d’hydrogène en composite de voitures, à 350 bars, en les chauffant sur un brasier. Avec un réservoir de 72 litres, la surpression atteignait 300 kPa, trois fois la pression atmosphérique, à 1,9 mètre ; des fragments de composite ont été retrouvés à 80 mètres.
L’étude note que l’onde de choc correspondait à l’énergie de détente du gaz comprimé, estimée à 13 à 15 mégajoules. Avec la même méthode de calcul, plus généreuse que celle retenue plus haut, le réservoir de 200 litres en stocke, toujours selon nos calculs, trois à six fois plus, et celui de 400 litres six à onze fois plus. Sans compter qu’un occupant n’est pas à 1,9 mètre du réservoir, mais à quelques dizaines de centimètres, et même juste à côté pour le pilote de la Rocket.
Autrement dit, si l’un de ces réservoirs éclate, les occupants encaissent l’onde de choc et les éclats à bout portant, avec des blessures probablement graves, voire mortelles. Encore faut-il qu’il éclate.
Est-ce plus dangereux qu’une voiture à hydrogène ? Pas à réservoir égal. À pression comparable, la détente brutale d’un gaz libère à peu près la même énergie, qu’il s’agisse d’azote ou d’hydrogène. Mais l’hydrogène y ajoute un danger que l’azote n’a pas : il brûle. Lors des essais américains, la rupture du premier réservoir a produit une boule de feu de 7,7 mètres de diamètre. Et selon nos calculs, les 5,6 kg d’hydrogène d’une Toyota Mirai renferment dix à trente fois plus d’énergie chimique que l’énergie mécanique de leur détente. Le Roadster échappe à ce risque. En revanche, il stocke davantage de gaz : avec ses 200 litres, la Thrust en emporte plus que les quelque 140 litres de réservoirs de la Mirai, et la Rocket plus de quatre fois plus.
Un réservoir conçu pour ne pas éclater
Un COPV n’éclate pas facilement, et c’est tout l’intérêt de la technologie. Les réservoirs d’hydrogène des voitures doivent résister à au moins 2,25 fois leur pression de service, selon le règlement technique mondial de l’ONU qui les encadre. Ils sont soumis à des chutes, des chocs, des milliers de cycles de remplissage, et à un essai au feu dont ils doivent sortir vidés de leur gaz, sans avoir éclaté. Les constructeurs les placent d’ailleurs dans la zone la mieux protégée de la voiture.
Sur ce point, la sphère de 200 litres a un avantage : elle est logée au cœur de la voiture, juste derrière les sièges, loin des zones qui se déforment en premier. Le second réservoir de la Rocket est moins bien placé : à côté du pilote, il se trouve dans la zone exposée aux chocs latéraux. La Rocket est toutefois destinée à un usage hors route, selon les ingénieurs interrogés par Top Gear. SpaceX connaît bien ces réservoirs : ses fusées en embarquent plusieurs.
Aucune de ces règles ne s’applique pourtant au Roadster. Les normes existantes visent les réservoirs de carburant, hydrogène ou gaz naturel. Un réservoir d’azote destiné à faire voler une voiture n’entre dans aucune case. Tesla est libre de reprendre ces exigences, ou de faire mieux, mais rien ne l’y oblige. L’argument du hors-route vaut pour la Rocket, pas pour la Thrust, qui roulera sur route ouverte avec son réservoir de 200 litres.
Rappelons aussi que les COPV ne sont pas infaillibles : c’est la rupture de l’un d’eux qui a fait exploser une Falcon 9 sur son pas de tir en 2016, avec le satellite AMOS-6, selon l’enquête de SpaceX. Les conditions d’une fusée (oxygène liquide à très basse température) n’ont rien à voir avec celles d’une voiture, mais l’épisode rappelle qu’un défaut invisible, ici des plis dans la paroi intérieure du réservoir, peut suffire.
Le scénario à craindre : le feu
Le scénario le plus inquiétant reste probablement l’incendie. Une fibre de carbone et sa résine perdent leur résistance quand elles chauffent, tandis que le gaz enfermé, lui, monte en pression. Lors des essais américains, les réservoirs ont cédé après six à douze minutes dans les flammes, et sur le premier, la pression n’avait presque pas bougé : c’est l’enveloppe en fibre et résine, attaquée par le feu, qui a lâché.
Pour éviter cela, les voitures à hydrogène ont l’obligation d’embarquer une soupape thermique. Quand la température dépasse un seuil, elle s’ouvre et vide le réservoir avant qu’il n’éclate. Or le Roadster reste une voiture électrique, avec une grosse batterie de cellules 4680 sous le plancher. Tesla l’a coiffée d’une plaque en titane et protégée par une plaque inférieure en aluminium, conçue notamment pour la gestion thermique en cas d’incident, a détaillé Lars Moravy. Mais un incendie de batterie après un accident n’est pas exclu, et il peut durer longtemps.
Le Roadster est-il équipé d’une soupape thermique ? Tesla ne l’a pas précisé. Ses réservoirs restent-ils sous pression quand la voiture est garée ? Là encore, pas de réponse officielle, et des versions qui divergent. Sur scène, Elon Musk a expliqué que la voiture allait « se gonfler » elle-même pour enchaîner ces manœuvres « quand vous le voulez ».
En interview, les ingénieurs de Tesla décrivent plutôt un remplissage à l’azote haute pression qui prend aujourd’hui de deux à sept heures selon les versions, avec l’objectif de descendre à une demi-heure. Avec de tels délais, les réservoirs ont toutes les chances de rester pleins entre deux sessions.
Et le reste de la voiture ?
Le réservoir n’est pas le seul sujet. Une voiture capable de passer de 0 à 96 km/h en moins d’une seconde, de rouler la tête en bas grâce à ses ventilateurs et de sauter par-dessus une rangée de véhicules sollicite sa structure comme aucune autre. Tesla n’a présenté aucun crash-test, ni donné de détails sur la cellule de survie.
Pour gagner du poids, les sièges sont moulés dans le châssis (seuls les dossiers s’inclinent, c’est le pédalier qui avance et recule), et le volant, les freins et l’accélérateur sont à commande électronique, sans liaison mécanique, des choix qui ne disent rien du niveau de protection.
Pour rouler sur nos routes, le Roadster devra de toute façon passer par une homologation européenne, et donc par des essais de choc. Devant Top Gear, un ingénieur de Tesla affirme que la marque compte faire certifier la voiture aux crash-tests. Musk lui-même n’est « pas sûr qu’elle soit forcément légale dans toutes les juridictions ».
Tesla a partagé une vidéo aux spectateurs présents sur place lors de la conférence de lancement, comme le mentionne Sawyer Merritt. Dans celle-ci, on peut voir les essais réalisés dans l’enceinte de SpaceX. Et parmi les essais, on aperçoit la voiture tomber de plusieurs mètres de haut puis exploser sans qu’un incendie de la batterie ne semble se déclencher.
L’incendie, principale inconnue
Le Roadster est-il dangereux en cas d’accident ? Pour l’instant, personne ne peut le dire, Tesla compris, faute d’essais publiés. L’énergie stockée derrière les sièges est considérable, de l’ordre de plusieurs kilos d’explosif par réservoir. En revanche, un réservoir de ce type, bien conçu et bien placé, résiste probablement mieux à un choc qu’on ne l’imagine.
Le vrai point d’interrogation est l’incendie, et la réponse tient à un composant dont Tesla n’a pas parlé : une soupape qui vide le réservoir avant qu’il ne cède. Les voitures à hydrogène l’ont rendue obligatoire. Le Roadster devra prouver qu’il en a une, ou mieux. Et parce que l’azote, invisible et inodore, prend la place de l’oxygène quand il fuit dans un local fermé, Tesla devra aussi dire comment garer sans risque une voiture qui en transporte des dizaines de mètres cubes.
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