BMW C1 - Le développement

Tout a commencé en 1990 par un concours d'idées chez la société BMW Technik
GmbH. Cette filiale BMW a pour mission de trouver de nouvelles idées et de les
mettre à l'essai. Bernd Nurtsch, adepte de la moto et membre de ce laboratoire
à idées, avait beaucoup réfléchi sur des accidents que lui ou ses amis avaient
eus ou vus et il les avait analysé en détail.

Un nouveau projet

Ces réflexions ont abouti à la présentation du projet "scooter" pour l'étude
duquel il a avancé les objectifs suivants : concept de sécurité avec un système
de retenue pour le conducteur, conduite sans casque, protection en cas
d'accident améliorée par rapport à la moto, protection contre les intempéries,
grande stabilité grâce à une meilleure répartition des masses, ergonométrie
tenant compte de conducteurs de différentes tailles et prise en compte du
permis de conduire progressif.

Le projet présenté a été approuvé le 18 mai 1990. Dans une configuration
d'essai, Bernd Nurtsch a d'abord étudié un siège de sécurité monté sur un cadre
profilé. Grâce à son modèle de calcul, Detlef Helm, qui était à l'époque le
spécialiste des calculs complexes au sein de BMW Technik GmbH, a apporté une
contribution essentielle à la réalisation d'une étude de faisablité analysant
une structure porteuse constituée d'un cadre en profilés d'aluminium extrudés.
Cette structure devait former une sorte de cellule de survie et protéger
l'occupant. En associant la structure très rigide dans le sens tant
longitudinal que transveral avec des éléments déformables supplémentaires
destinés à absorber d'une manière contrôlée l'énergie libérée dans un impact,
le but était de conférer au conducteur une protection comparable à celle
offerte par la voiture dans toute collision avec un objet fixe ou mobile et ce,
jusqu'à une vitesse d'impact d'environ 50 km/h. De plus, cette conception
devait nettement mieux le protéger qu'en

moto en cas de choc latéral.

En été 1991, l'étude de faisabilité a été présentée en interne au sein de BMW
Technik GmbH. Elle a débouché sur le projet Z-14, une première étude
préliminaire et une première maquette de style à l'échelle 1 à 2,5. Le 16 mars
1992, la société BMW Technik GmbH a présenté ses résultats aux responsables du
secteur Motos chez BMW. Ce dernier a alors décidé de soumettre le concept à la
discussion, sous le titre "moyen de transport de l'avenir", lors du Salon
international du Deux-roues (IFMA) de Cologne tenu en septembre 1992.

Le studio de design de BMW Moto a réalisé une maquette de style à l'échelle 1 à
1. Cette maquette ainsi que des graphiques numériques du concept de cadre ont
été exposés au public du Salon. C'est à cette occasion que ce véhicule d'un
nouveau genre a reçu son nom : C1.

La discussion portant sur le C1 s'est étendue à celle portant sur le sujet
dominant chez BMW, à savoir la mobilité, et elle a été très animée.
Parallèlement, le secteur Motos a développé un premier plan de réalisation. Un
premier modèle expérimental pour des essais de roulage a été dérivé d'un
scooter conventionnel en adoptant le concept de cadre reposant sur les calculs.
Il a servi de base de départ pour les essais suivants, y compris les essais du
système de ceintures destiné à retenir le conducteur de manière optimale.

De nouvelles exigences

Par la suite, Heidi Osendorfer du service Essais de sécurité de BMW AG a été
chargée de poursuivre le développement du concept de sécurite du C1. Heidi
Osendorfer disposait d'une expérience acquise dans le secteur Essais pratiques
du Secteur Motos et s'était déjà penchée sur les crash-tests de voitures. Cette
expérience lui a permis d'aborder les problèmes nouveaux soulevés par le C1.
Les analyses d'accidents effectuées par BMW ont fourni la base pour les
premiers crash-tests du C1 que l'on a réalisé avec des composants de sécurité
et des mannequins utilisés dans les essais automobiles. Les résultats étaient
prometteurs, le concept a su convaincre.

Afin de pouvoir reproduire les configurations d'accidents complexes dans le
domaine de la moto, voire du deux-roues à moteur, aux fins de l'étude, il a
d'abord fallu fabriquer des mannequins spécifiques. Les séquences de mouvements
et les critères d'évaluation des blessures s'écartaient en effet de ceux qui
entrent en ligne de compte dans la voiture, ainsi par exemple les risques de
fracture de jambe ou le fait que les mains saisissent un guidon et non pas un
volant.

La technique de mesure requise a été intégrée directement dans le mannequin.
Parallèlement, des programmes de simulation numérique et un programme
d'élaboration d'une norme répondant à des critères internationaux pour évaluer
les composants de sécurité de la moto, ont été établis. A cet effet, il était
indispensable de définir le mannequin spécifique intégrant la technique de
mesure et la configuration d'essai. Cette dernière a été dérivée d'accidents
réels, mais adaptée, tout comme la simulation numérique, à la situation plus
complexe en moto.

Les pièces et composants ont demandé un réglage de précision, l'adaptation aux
exigences accrues du véhicule ouvert et aux exigences de confort spécifiques.
Initialement, il était prévu de mettre un harnais. Mais celui-ci ne pouvait
éviter l'effet de sous-marinage, c'est-à-dire que le conducteur ne glisse sous
la sangle, qu'en combinaison avec une ceinture passant dans l'entrejambe. Le
réajustage d'un tel système à chaque conducteur s'est vite avéré poser un
risque de sécurité trop gros. Il a donc fallu trouver un système déjà connu
évitant le sous-marinage, ergonomiquement adapté et combinable avec le siège.

On a d'abord cru avoir trouvé la solution avec deux ceintures à trois points
croisées. Mais le résultat souhaité n'a été obtenu que par la combination d'une
ceinture à deux points fixant l'épaule pour éviter qu'elle ne glisse
latéralement, avec une ceinture à trois points de l'autre côté afin de retenir
le bassin. Les deux ceintures peuvent être déverrouillées ensemble, ce qui est
à la fois confortable et sûr.

Une nouvelle norme

C'est sur la base de la norme ISO élaborée pour la moto que de nouveaux essais
ont été effectués avec le mannequin typé moto, dépourvu de casque de
protection. Ils ont révélé que les efforts agissant au niveau du cou du
mannequin sanglé étaient inférieurs lorsque celui-ci ne portait pas de casque.
Les essais étaient destinés à vérifier s'il était possible d'obtenir
l'exemption de l'obligation du port du casque. Pour ces essais, des
installations aux Etats-Unis ont été mises à profit, les processus complexes se
déroulant lors de tels essais n'étant maîtrisés que par une poignée d'instituts
au monde.

Au fil des ans, cinq générations de prototypes ont vu le jour dans le secteur
Motos de BMW. Les programmes d'essais comprenaient l'analyse d'accidents, la
norme ISO pour la moto et les expériences faites dans les essais automobiles et
transposables à la moto. Ainsi par exemple un montage d'essai sur chariot pour
le système de ceintures ou l'essai de résistance aux chocs à pendules pour le
rembourrage du cadre. Là aussi, il a été difficile de trouver des instituts
permettant la réalisation de tels essais. En Allemagne, le TÜV (service des
mines) et la Dekra ont participé. Les configurations d'essais concrètes et le
dépouillement des résultats sont cependant restés du ressort des spécialistes
en sécurité de BMW.

L'exemple de l'enrouleur automatique de ceinture illustre bien l'ampleur des
problèmes à résoudre par les techniciens BMW. Sur le deux-roues à moteur, les
systèmes empruntés à la voiture - il n'y en avait pas d'autres - se bloquaient
dès le moindre accident du terrain. Or, il n'était pas possible de choisir des
seuils de déclenchement trop hauts pour ne pas nuire à la sécurité du
déclenchement. Ce problème une fois résolu, il était nécessaire d'introduire de
nouvelles procédures d'approbation, parce que les installations d'essai
existantes n'étaient prévues que pour les automobiles.
Pour obtenir l'exemption de l'obligation du port du casque, de nouveaux essais
ont été élaborés en coopération avec la Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt -
Institut fédéral routier). Ainsi, il a fallu développer les étriers protège-
épaules. Il s'agit d'une conception inédite fort complexe avec un élément en
plastique mousse vissable. Le 30 mai 1998, le Ministère fédéral des transports
a autorisé la conduite du C1 sans casque. Avec le C1, BMW avait en effet
répondu à toutes les exigences formulées dans un catalogue définissant la
procédure d'exemption, telle la confirmation du TÜV allemand.

La première structure de cadre a été sans cesse transformée pour intégrer les
résultats obtenus petit à petit au cours des longues campagnes d'essais. Ainsi,
la rampe intégrée à l'avant du siège a été incorporée dans la structure du
cadre tout comme le cadre de toit et de pare-brise, ce que le concept initial
n'avait pas du tout prévu.

La mise en oeuvre du télélever BMW comme système de guidage de la roue avant a
été une étape décisive. Ce système évite que l'avant du véhicule ne plonge au
freinage, il augmente sa stabilité et améliore son comportement en cas de
collision avec un obstacle (voir aussi le chapitre "La sécurité").

Nouveau look

Pour les stylistes de chez BMW, le projet C1 a été un challenge d'un tout autre
genre. Le C1 devant être un véhicule s'inspirant et de la moto et de la
voiture, on a invité et les stylistes moto et les stylistes auto à se pencher
sur le projet. Après la première étude de maquette, cinq modèles de style
différents ont vu le jour. On comprit vite que la technique ne resterait pas
très visible, mais que ce serait bien le cas de la protection contre les
intempéries et des ceintures de sécurité témoignant du concept de sécurité.

La vue de face rappelait une moto de tourisme dotée d'un pare-brise. La vue de
profil était caractérisée par une hauteur inhabituelle et de petites roues.
Pour les stylistes, le défi consistait à intégrer les impératifs techniques
résultant du concept de sécurité, l'optimisation d'une fonction de protection
contre les intempéries et le look d'une nouvelle catégorie de véhicules dans
une solution globale.

Résultat : un concept de couleurs et de matériaux, qui est unique en son genre
dans le secteur des deux-roues motorisés. Il souligne l'originalité du C1 (voir
aussi le chapitre "Les variantes"). Les accessoires pour le C1, conçus au cours
de cette phase et allant du top case au support pour le téléphone portable, ont
également été confiés aux stylistes et adaptés à l'allure originale du C1 (voir
aussi le chapitre "Les accessoires").

Pour réaliser la protection contre le vent et les intempéries, il a fallu
emprunter des voies inédites. Les stylistes de BMW Motos disposaient, certes,
d'un trésor d'expériences dans la conception de carrosseries de grand tourisme
hautement fonctionnelles. Mais sur le C1, les surfaces frontale et latérale
étaient plus grandes et le centre de gravité était relativement haut. Des
essais en soufflerie aérodynamique ont servi à déterminer et à optimiser
l'écoulement des filets d'air et d'eau. Les supports de rétroviseurs et les
lèvres aérodynamiques sur les caoutchouc repose-pieds résultent de ce travail.

Lors des essais routiers, les prototypes étaient plutôt sensibles aux rafales
de vent, aux turbulences et aux coups de vent de travers. En soufflerie, il
était impossible de reproduire ces conditions de manière précise. Dans cette
phase du projet, sa faisabilité a, de ce fait, été rediscutée quant au fond. La
solution a été apportée par un modèle mathématique des phénomènes d'écoulement,
qui n'avait pas encore été utilisé dans la construction automobile. Son origine
: l'aéronautique et l'aérospatiale.
L'immense travail de calcul apparaît au grand jour quand on sait qu'un
calculateur géant a mis 110 heures pour calculer le comportement aérodynamique
de 1,1 million d'éléments. Là encore, un bureau d'études aux Etats-Unis a été
mis à contribution pour ce travail. Les calculs ont entraîné des
transformations minimales sur la carrosserie, mais des changements efficaces au
niveau du comportement routier. La zone de dépression ainsi créée au niveau du
toit confère au C1 la stabilité directionnelle requise à vitesse plus élevée.

Une nouvelle technique

Les partenariats d'étude pour la F 650 avaient été une expérience positive pour
le secteur Motos de BMW AG. De ce fait, on a cherché à renouveler de telles
formes de coopération avec le C1. Pour motoriser le C1, BMW a choisi un
monocylindre à quatre temps moderne du motoriste Bombardier-Rotax. Ce moteur
destiné aux scooters transmettait sa puissance à la roue arrière via une
transmission à variateur à courroie, appelée Variomatic, et il formait avec le
bras oscillant arrière le groupe motopropulseur-bras oscillant courant dans la
construction des scooters.

BMW s'est fixé comme objectif d'augmenter la puissance de ce moteur (pour
maîtriser le poids plus important du C1 et la surface frontale importante en
raison du pare-brise) et de réduire ses émissions. Les motoristes BMW ont donc
développé une nouvelle culasse, un nouveau cylindre et un nouveau piston.
Certains éléments du carter ont également été redessinés. La culasse à quatre
soupapes d'origine avec un arbre à cames en tête a été remplacée par une
nouvelle culasse à quatre soupapes et double ACT sur laquelle les soupapes
actionnées par poussoirs à coupelle forment un angle de dégagement plus serré.
La chambre de combustion reconçue a permis de porter le rapport volumétrique à
13 à 1. Grâce à ces mesures, l'objectif fixé, soit une puissance de 11 kW (15
ch) a été atteint. Cette puissance est débitée à 9250 tr/mn. L'amélioration du
couple qui est passé à 12 Nm à un régime 6500 tr/mn est encore plus
impressionnante.

Les premiers moteurs du C1 étaient encore alimentés par un carburateur
conventionnel. Mais pour atteindre les objectifs ambitieux en matière de gaz
d'échappement propres, il s'est avéré bien vite qu'un pot catalytique
trifonctionnel réglé par sonde lambda était indispensable. Ce qui impliquait à
son tour un concept d'injection.

Le service technique étudiant le développement de la puissance et la
préparation du mélange au sein du secteur Motos et le service Développement
électronique automobile ont développé la gestion moteur BMW qu'ils ont baptisé
BMS. BMS est un système de gestion électronique disposant d'une commande
cartographique combinée pour l'allumage, l'injection, la régulation lambda et
le réglage du ralenti. Le boîtier de commande est fabriqué par la société Hella.

Le système de transmission propre au scooter s'est également vu perfectionner.
Ainsi, l'embrayage centrifuge a été renforcé et la transmission par courroie a
reçu un nouveau système d'aération.

La ligne d'échappement a dû être adaptée au pot catalytique trifonctionnel
réglé par sonde lambda. Elle devait de plus contribuer à rester nettement en
dessous du niveau sonore de 80 dB, seuil limite requise pour les motos.
L'objectif étant de ne pas dépasser 77 dB et de réduire donc de moitié
l'intensité sonore perçue. Le prix à payer pour ces évolutions écologiques : un
silencieux plus lourd, pesant désormais 7 kg.
De nouveaux partenaires

Après les années d'étude du concept dans les services Essais sécurité, Design
et Développement moto, on était arrivé en 1996 à un niveau permettant de
poursuivre le projet C1 en vue de l'industrialisation. Se posait alors la
question de savoir qui devait être le partenaire BMW pour la production du C1.
Bernd Pischetsrieder, qui était à l'époque le président du Directoire de BMW
AG, a fourni aux journalistes italiens ayant posé la question la réponse
suivante : "Le C1 sera construit en Italie. Pour l'instant, nous sommes
cependant encore à la recherche d'un partenaire adéquat." Par la suite, la
société Bertone S.p.A. a soumis une proposition aux Munichois. En décembre
1996, les premiers entretiens ont été menés et le 4 septembre 1997, le contrat
de coopération a été signé.

Carrossier depuis 1912, Bertone s'est forgé un nom dans les années cinquante
grâce à ses succès dans le design automobile. Aujourd'hui encore, le design
automobile et, plus généralement, le design industriel sont des domaines
d'activité importants de Bertone. Mais c'est la Carrozzeria Bertone qui est le
principal secteur d'activité. Usine automobile indépendante, elle travaille en
sous-traitance pour d'autres marques et produit essentiellement des cabriolets
et des coupés. Bertone a déjà travaillé pour BMW en construisant de 1962 à 1965
le coupé 3200 CS décliné de la BMW V8 et dessiné par Nuccio Bertone.

Après avoir élaboré le design du C1, BMW a passé le flambeau à la Carrozzeria
Bertone chargée de développer la carrosserie de série. Le contrat de
coopération prévoyait aussi l'industrialisation du C1, c'est-à-dire
l'implantation des installations de production, puis la production du véhicule
complet à l'usine Bertone de Grugliasco près de Turin. Le projet C1 était ainsi
devenu un développement mené en partenariat.
En 1997, une équipe C1, sorte de comité directeur, a été constituée à Munich.
Reinhardt Schadt du secteur Motos a été nommé chef du projet d'ensemble et
responsable de la poursuite du développement et de la coopération avec les
partenaires avec, à ses côtés, les chefs de projet de chez Carrozzeria Bertone
et Bombardier-Rotax. Depuis, toute homologation de composants et d'ensembles a
été soumise aux chefs de projets tranchant après délibération avec trois
responsables BMW des services Partie cycle et Sécurité passive, Carrosserie et
Systèmes électriques ainsi que Moteurs/Transmissions. Les spécialistes
automobiles des services Essais sécurité, Gestion produit, Planning produit,
Gestion qualité, Gestion achats et Contrôle de gestion ont également été
consultés.

Tous les composants, en partie préassemblés, sont acheminés vers Grugliasco. Au
début du montage, le groupe motopropulseur, les roues, la fourche avant et
d'autres pièces sont fixés sur le cadre. Puis - comme dans la construction
automobile - c'est les "noces", soit l'union avec la carrosserie. Lorsque
toutes les pièces sont assemblées, le C1 passe sur le banc dynamométrique avant
d'être emballé pour expédition. Le C1 présentant des dimensions peu courantes,
un nouveau type d'emballage consistant en une feuille rétractable a été
développé pour protéger la peinture. Ensuite, les C1 sont chargés sur camion
par lots de 13 pour être envoyés en Allemagne. De là , le C1, le C1 Family's
Friend et le C1 Executive sont acheminés vers les concessionnaires BMW en
Europe.