Cela concerne aussi bien l’aérodynamisme du prototype que l’allégement radical de tous les éléments, mais aussi et en premier lieu les systèmes de motorisation et de récupération énergétique ultramodernes, avec des technologies extrêmement pertinentes pour une utilisation sur les modèles de série. Cette voiture de course est ainsi le laboratoire d’essai le plus rapide de Porsche.

Le nouveau règlement technique encadrant le WEC pour la saison 2014 a offert toute latitude aux ingénieurs Porsche pour démontrer leur créativité en matière de solutions originales. Le premier facteur limitant la compétitivité des voitures d’usine en catégorie LMP1-H est le volume de carburant disponible pour chaque tour. Dans le même temps, le règlement prescrit au moins un système hybride, peu importe le type et la façon dont l’énergie récupérée est stockée. De même, le choix du type de moteur et de la cylindrée est à la discrétion du constructeur.

Porsche a choisi une voie inhabituelle et doté la 919 Hybrid de deux systèmes de récupération différents. Le premier fonctionne de manière relativement conventionnelle et s’apparente à la solution retenue sur la Porsche 918 Spyder, où un alternateur placé sur l’essieu avant transforme l’énergie cinétique en énergie électrique durant les phases de freinage. Le deuxième est plus sophistiqué et sans équivalent parmi les participants au Championnat du monde, car il utilise l’énergie thermodynamique des flux de gaz d’échappement. Une unité turbine-alternateur supplémentaire remplit la fonction de wastegaste : la valve de régulation protège les systèmes turbos contre les surchauffes en laissant sortir à l’air libre les pointes de pression. Cette énergie, jusqu’à présent perdue, est réutilisée par le MGU-H (Motor Generator Unit Heat), une unité de production de courant électrique. La Porsche 919 Hybrid est ainsi la seule voiture de course alignée en LMP1-H qui récupère l’énergie excédentaire non seulement au freinage, mais aussi en pleine charge.

L’énergie cinétique et thermique convertie alimente des batteries lithium-ion refroidies par liquide ; une solution mise au point par Porsche de façon originale. Basées sur une technologie d’éléments conçue par le partenaire A123 Systems, ces batteries ultramodernes conjuguent une capacité de stockage relativement importante et une puissance massique très élevée. C’est pourquoi, pour Alexander Hitzinger, directeur technique du département LMP1, elles offrent le meilleur compromis entre absorption et débit de puissance rapides. Durant les phases d’accélération, elles conduisent l’énergie vers l’alternateur avant qui fonctionne alors comme un moteur électrique seul et entraîne les roues avant via un différentiel. La Porsche 919 Hybrid dispose ainsi d’une transmission intégrale temporaire étant donné que la puissance fournie par le moteur thermique alimente exclusivement l’essieu avant.

Le règlement LMP1-H limite la quantité d’énergie électrique susceptible d’être récupérée et réutilisée en mode Boost pour chaque tour de circuit. Quatre catégories sont prévues entre 2 et 8 mégajoules (MJ). La Porsche 919 Hybrid est alignée dans la catégorie 6 MJ, aucune voiture participant au WEC n’allant au-delà cette saison. Si l’on prend pour référence le circuit des 24 Heures du Mans, long de 13,629 km, cela signifie que le prototype peut consommer précisément 1,67 kWh d’électricité par tour, ce qui correspond à 6 MJ (1 MJ = 0,28 kWh). Sur une distance de 360 tours, la nouvelle 919 Hybrid utilise dès lors 601,2 kWh. Avec cette puissance électrique, une ampoule de 60 W pourrait rester allumée pendant 10 000 heures. En d’autres termes, l’énergie récupérée par l’hybride LMP1 de Porsche pendant les 24 Heures du Mans permettrait à la e-Golf, la voiture électrique actuellement la plus efficace sur le segment des compactes, de parcourir 4 733 km. Cela équivaut au trajet de New York à Los Angeles.

Le moteur à combustion implanté par Porsche procède là encore d’une démarche originale. Fidèle au principe du downsizing, le quatre-cylindres de 2,0 l seulement associe à une cylindrée relativement faible une suralimentation monoturbo, quatre soupapes par cylindre et l’injection directe d’essence. Grâce à sa disposition en V, il répond idéalement aux impératifs de faible poids et de compacité, mais aussi de rigidité structurelle, de rendement élevé et d’avantages thermodynamiques. Le règlement a directement lié la consommation de carburant autorisée à la quantité d’énergie électrique dépensée en mode Boost par tour. Au Mans, dans la catégorie 6 MJ, elle s’élève à 4,79 l pour le moteur essence 500 ch de la Porsche 919 Hybrid. À performances équivalentes, la consommation d’énergie a reculé de plus de 30 pour cent par rapport à l’année précédente.