Le e-Fuse : l'avenir des protections électriques dans l'automobile

On en parle depuis peu, mais il s'impose dans les structures électriques des nouveaux véhicules. Le e-Fuse est aux voitures électriques ce qu'a été la caméra vidéo pour les Adas : un complément indispensable pour optimiser la gestion de l'électricité et répondre à la complexité électronique croissante.

Le rôle du fusible

Historiquement, le fusible joue un rôle essentiel dans la protection des composants électriques du véhicule. Positionné sur les circuits du moteur (allumage, injection, etc.) et de servitude (éclairage, essuie-glace, climatisation, équipements de confort, etc.), il agit comme un dispositif de sécurité en interrompant l'alimentation en cas de surintensité ou de court-circuit.

Cette solution protège les éléments placés sur le circuit, mais ne permet pas de résoudre le problème. Charge au réparateur d'effectuer des recherches sur l'origine de la panne avant de changer le fusible. Une situation contraignante pour l'usager du véhicule, qui doit passer par la case réparation. La présence d'un fusible électronique doit permettre de contourner l'utilisation de pièces neuves.

La protection électrique d'un circuit doit préserver les autres circuits du véhicule d'une défaillance. Si un court-circuit se produit sur l'avertisseur sonore par exemple, l'éclairage, les feux stop, les clignotants, les essuie-glaces doivent continuer à fonctionner pour la sécurité des usagers. C'est vrai également pour chaque composant de l'ensemble moteur-freins-direction qui sont désormais dépendants de l'énergie électrique. Le fusible est donc indispensable. Mais si son fonctionnement est simple, il n'en reste pas moins onéreux pour le constructeur.

Le fusible doit s'individualiser pour chaque composant, et être positionné à portée de réparation dans le véhicule. Son usage impose des circuits séparés pour chaque fonction, aussi bien pour la commande que pour le courant de puissance afin de maintenir leur indépendance. Ces circuits permettent de regrouper les fusibles sur une platine unique, protégée et dans un espace accessible pour permettre la maintenance.

L'ensemble représente un coût important pour le constructeur, plus encore en fabrication qu'en conception. Boîtiers, faisceaux électriques, dérivations et fixations se multiplient avec le nombre de circuits protégés. Une solution autonome, intégrée à chaque système et indépendante du conducteur, peut dès lors supporter un coût supérieur de l'élément seul.

Les fonctions élargies du e-fuse

Contrairement à son prédécesseur, le e-Fuse est bien plus qu'un simple dispositif de coupure. Doté d'une puce électronique et connecté à des capteurs, il agit comme un interrupteur programmable : fermé pour laisser passer le courant, ouvert si une valeur de référence est non conforme.

Il peut également uniquement dégrader le courant vers l'équipement protégé si l'arrêt de la fonction n'est pas indispensable à la préservation de l'ensemble électrique ou électromécanique. Son intelligence permet, en outre, de renseigner les mémoires des calculateurs centraux du véhicule, de son état de fonctionnement, à des fins de diagnostic.

Des équipementiers comme Hella et STMicroelectronics proposent déjà des solutions prêtes à l'emploi pour les constructeurs. Bien que ces produits génériques soient actuellement plus coûteux que les fusibles traditionnels, leur production à grande échelle pourrait rapidement amortir les coûts grâce à leur efficacité et leur flexibilité. Les constructeurs envisagent une intégration progressive du e-Fuse dans les véhicules, notamment sur les modules de gestion énergétique des mécaniques électriques.

La perspective d'une généralisation de la protection par l'électronique devrait conduire à une restructuration des systèmes électriques du véhicule. Le projet des équipementiers est d'installer le e-Fuse sur la ligne électrique de chaque module ou par zone sur le véhicule. La simplification de l'implantation doit ainsi conduire à des économies sur chaque circuit électrique.

Quelles conséquences à l'après-vente ?

Pour les ateliers, le e-Fuse va évidemment changer la manière d'aborder les diagnostics et les réparations. Lorsqu'un dysfonctionnement survient, le réparateur doit établir un diagnostic à partir de son équipement de maintenance électronique. Ces données facilitent la localisation de la panne et la mise en œuvre de la solution, rendant le processus plus rapide et efficace qu'avec un fusible classique.

La fonction de diagnostic est intégrée lors de la conception du e-Fuse, avec une analyse des données qui viennent commander le système et une transmission de celles-ci au système central vers l'E-OBD. L'intelligence du e-Fuse est même un atout pour les constructeurs, qui peuvent fournir des mises à jour de ces composants, renforçant la fiabilité et la durabilité des véhicules.

S'il reste pour l'instant réservé aux véhicules à fort contenu électronique, pour la voiture autonome ou électrifiée, le e-Fuse présente tellement d'intérêt que la transition devrait se faire rapidement, mais les générations actuelles ont encore beaucoup de kilomètres à parcourir. Pas de crainte de voir le métier se révolutionner, mais il faut avoir en tête que l'électronique poursuit son emprise sur le travail de l'électricien, qui se transforme ainsi discrètement.