Après la Peugeot 208, la Citroën C4 Cactus s'approprie la technologie Hybrid Air dans le cadre du projet "Véhicule 2 l/100 km" soutenu par l'Etat. Les trois constructeurs français se sont engagés à commercialiser d'ici 2020 une voiture consommant en moyenne moins de deux litres de carburant aux cent kilomètres. Leurs travaux entamés de longue date s'inscrivent dorénavant dans le cadre du projet piloté par la Plateforme de la Filière automobile et dans les plans de la "nouvelle France industrielle" présentés à Matignon au mois de mars 2014 par Jean-Marc Ayrault et Arnaud Montebourg. L'enjeu de ce défi technique n'est pas tant de parvenir à réaliser un prototype qui consomme moins de 2 l/100 km mais de l'industrialiser et de le commercialiser d'ici six ans à un tarif équivalent à celui d'une banale Renault Clio ou Citroën C3 d'aujourd'hui. Faire léger et bon marché, voilà la difficulté. Car cette course à l'allègement ne saurait se faire au détriment du confort des passagers, encore moins de leur sécurité. Pour respecter les normes présentes et futures de protection des passagers et des piétons, Renault, Peugeot et Citroën explorent des combinaisons nouvelles de métaux et de matériaux composites (polymères, fibre de carbone, fibre de verre, aluminium, magnésium et aciers à haute limite élastique). La masse ainsi gagnée doit leur permettre de diminuer la puissance des moteurs comme leur cylindrée. S'amorce ainsi un cercle vertueux qui allège tous les organes mécaniques et garantit à ces engins expérimentaux des performances intéressantes en termes d'accélération, de consommation et d'autonomie. Un petit moteur, aussi modeste soit-il ne saurait suffire. Animées chacune par un 3-cylindres essence "maison", les Peugeot 208 Hybrid Air 2L et Renault EOLAB font appel à l'hybridation, un second moteur venant suppléer la faiblesse du thermique au démarrage. En logeant un petit moteur électrique contre l'embrayage, Renault croit pouvoir diminuer sensiblement le coût et l'encombrement de l'hybridation classique. De son côté, le groupe PSA Peugeot Citroën a préféré s'affranchir du problème de coût et d'encombrement que représente la batterie au lithium-ion en remplaçant le moteur électrique par un autre, à air comprimé.
En guise de batterie, deux réservoirs d'azote comprimé C'est cette architecture unique au monde, brevetée sous le nom d'Hybrid Air que l'on retrouve sous le capot d'une version expérimentale de la Citroën C4 Cactus, baptisée Airflow 2L. Pour deux litres aux cent kilomètres. Le principe est simple : au lâcher de l'accélérateur, l'élan de la voiture vient entraîner deux pompes qui déplacent un fluide hydraulique vers un réservoir rempli d'azote. Comprimé, ce gaz emmagasine une énergie qui peut être restituée instantanément pour entraîner les pompes qui assume alors le rôle de moteurs d'assistance. Les deux moteurs (dont la puissance reste inconnue) peuvent travailler de pair avec le 3-cylindres essence PureTech de 82 chevaux ou bien à eux seuls, selon les exigences de circulation. La consommation moyenne s'établirait alors à moins de 2 l/100 km. Tout comme sur la 208 Hybrid Air 2L que Peugeot exposera au Mondial de l'Automobile de Paris, on retrouve sur la Citroën une longue liste de modifications visant à optimiser la traînée aérodynamique, la masse et le rendement de la mécanique. On remarquera les entrées d'air à volet piloté, les déflecteurs latéraux mobiles à hauteur de custode, les ailettes mobiles sur les jantes qui chaussent des pneumatiques à très faible résistance au roulement. Comme Renault, Citroën a fait appel à Michelin qui livre des pneus hauts (19 pouces) mais étroits (155/70). Comme sur la Renault EOLAB, les rétroviseurs conventionnels ont été remplacés par des caméras moins encombrantes. Comparé à la C4 Cactus de série, le gain aérodynamique global annoncé s'élève à 20 % pour une masse diminuée de 100 kg. Ce gain s'explique par l'emploi de l'aluminium en remplacement d'éléments en acier de la coque : berceau moteur, capot, tablier supérieur, longerons intérieurs et plancher arrière (voir la galerie photos). L'acier à haute limite élastique fait son apparition sur les brancards avant, tandis que les matériaux composites à base de fibre de verre ont été retenus pour les planchers avant. La fibre de carbone, plus chère mais autrement plus résistante figure quant à elle dans les ressorts de suspension, le volet arrière, la banquette arrière, les côtés de caisse, le pavillon, les traverses de pavillon, les ailes, les portes, le seuil de bas de caisse, les passages de roue ou la face inférieure du bouclier avant.
