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23 septembre 2014 2 23 /09 /septembre /2014 19:08

23 Septembre 2014

Les meilleurs résultats sont souvent issus d’un compromis.

Entre le choix du tout électrique et du tout thermique pour l’automobile de demain, le bon sens suggère d’assurer la transition en les faisant travailler ensemble, au moins tant que la technologie des batteries n’aura pas progressé significativement et tant que les infrastructures publiques de rechargement ne seront pas concrétisées, ce qui peut nous mener jusqu’en 2030.

Une voiture tout électrique parcourt en usage normal environ 150 km avec 20 kWh, soit une consommation de 13 kWh pour 100 km environ.

Un modèle à moteur thermique de poids et de dimensions équivalents consomme pour le même usage environ 6 litres pour 100 km.Le PCI du carburant pétrolier étant de 10 kWh/L , la consommation est de 60 kWh pour 100 km, soit 4,6 fois plus que l’homologue électrique.

Cette énorme différence mérite que l’on s’y intéresse de près.

Le rendement de la voiture tout électrique est d’environ 70% si l’on tient compte des pertes à la charge et de l’usage d’une électricité verte. ( Il en irait tout autrement dans le cas d’une électricité fabriquée par une centrale thermique bien évidemment).

Il s’agit d’une valeur moyenne car deux paramètres importants sont imprévisibles:

la récupération d’énergie au freinage et la consommation d’énergie de climatisation, qui dépendent des conditions d’utilisation et du climat.

Le rendement moyen de la voiture thermique, 4,6 fois plus faible, est de l’ordre de 15 %. Nous sommes loin des 33% autorisés par les lois de la thermodynamique, ceci est dû aux très mauvaises conditions d’utilisation du moteur thermique, dont le régime et le taux de charge sont très variables.

Pour retrouver un rendement voisin de 30%, le moteur thermique devrait être utilisé à régime et charge constants permettant l’optimisation de la gestion. Ceci est possible en confiant la propulsion à un (ou des) moteur(s) électrique(s), et à un moteur thermique la charge de la batterie tampon. Dans ces conditions le rendement Moteur thermique + batterie + moteur électrique pourrait atteindre 22 à 23%. L’économie énergétique globale réalisée en passant de 15% à 23% n’est pas négligeable mais pas spectaculaire. (Un tel rendement pourrait être obtenu avec le seul moteur thermique utilisé convenablement avec une transmission automatique à faibles pertes bien gérée).

Cette solution n’a de réel intérêt que par la possibilité de circuler en agglomération sur l’énergie de la seule batterie, donc sans émettre de CO2, ni d’oxydes d’Azote ou de nanoparticules, tout en gardant le bénéfice d’une autonomie « normale » avec une consommation de carburant légèrement réduite par rapport à un moteur thermique seul.

L’autre solution consiste à utiliser le moteur thermique additionnel non pas comme un simple auxiliaire de recharge de batterie ( prolongateur d’autonomie) mais comme participant activement à la propulsion du véhicule.

Cette solution se constate par exemple sur la nouvelle VW Golf GTE:

Type PHEV ( Plug-in Hybrid Electrique Vehicle).

Moteur électrique de 75 kW ( 102 CV)

Moteur thermique de 1,4 L ( 150 CV)

Double embrayage et boîte 6 rapports.

Batterie de 8,8 kWh.

Poids 1 524 kg !

L’autonomie en mode électrique seul est de 50 km environ, en rapport avec la capacité de batterie limitée par le surpoids acceptable.

La consommation sur ce type de véhicule dépend essentiellement de l’usage:

Pour des parcours inférieurs à 50 km en mode électrique la consommation se réduit à l’électricité de recharge de la batterie sur une prise ordinaire 240V (8A pendant 4 heures), ce qui fait 1 euro/100 km au tarif domestique actuel.

Contre 9 euro/100 km pour une voiture équivalente à moteur thermique, l’économie est spectaculaire.

Pour la recharge de batterie nous parlons d’électricité verte bien entendu…Il serait malséant et absurde d’utiliser autre chose.

Par contre pour des parcours de longue distance c’est le moteur thermique qui sera utilisé principalement, la consommation étant alors supérieure à celle d’un modèle classique thermique à cause du poids plus important à traîner (près de 300 kg de handicap).

L’intérêt de ce type de véhicule se mesure donc à l’usage qui en sera fait par son propriétaire et à l’importance accordée à la possibilité de rouler en agglomération sans émettre de CO2, d’oxydes d’Azote ou de nanoparticules. Ce dernier point pouvant devenir prépondérant si la règlementation devient plus sévère en matière de pollution.

L’accouplement du moteur thermique et du moteur électrique génère donc un objet qui peut être la meilleure ou la pire des choses selon l’usage envisagé. Cet OGM automobile sera confronté à un environnement évolutif et en particulier à certains paramètres peu prévisibles aujourd’hui:

- Règlementation anti pollution entraînant des restrictions de circulation en agglomération pour certains véhicules.

- Evolution du prix des carburants pétroliers.

- Evolution du prix de l’électricité verte .

- Charge de la CSPE sur la facture électrique.

- Tarification progressive de l’électricité.

- Taxe Carbone.

- Bonus-malus.

- Développement d’infrastructures de rechargement.

- Etc…

Toutes choses dont l’évolution nous est parfaitement inconnue aujourd’hui, hélas pour les prévisionnistes qui devront une fois de plus faire appel aux bons offices de madame Irma. Le modèle automobile devra s’adapter à ce changement d’environnement et telle solution optimale en 2015 sera peut-être hors sujet en 2025.

L’environnement technologique évolue également, notamment dans le secteur des batteries et dans celui des moteurs thermiques dont la technique est « revisitée » pour en tirer le maximum.

Le moteur thermique et le moteur électrique sont donc condamnés à tirer la même charrette, mais leurs rôles respectifs restent très indéterminés face à un environnement des plus incertains.

Un scénario qui ne manquera pas de nombreux rebondissements.

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