Overblog Suivre ce blog
Editer l'article Administration Créer mon blog
31 juillet 2015 5 31 /07 /juillet /2015 19:04

31 Juillet 2015

Nos trente millions d'automobiles rejettent en pure perte chaque année dans l'atmosphère l'équivalent de 230 TWh sous forme de chaleur.

C'est l'équivalent de la production de 30 réacteurs nucléaires.

Pour ceux que l'énormité du chiffre pourraient faire douter, rappelons que la combustion d'un litre de carburant libère 10 kWh d'énergie, que nous consommons chaque année dans nos autos 29 Milliards de litres* et que le rendement moyen de nos moteurs ne dépasse que péniblement 20%.

* 30 millions de voitures consommant en moyenne 7,5 L/100 pour une distance annuelle moyenne de 12 500 km, sources ADEME et CCFA.

Cette chaleur intégralement perdue, outre qu'elle contribue significativement et directement au réchauffement climatique* ( en plus du CO2 qui agit sur l'effet de serre ), est un gaspillage désormais intolérable en ces temps de disette énergétique et de catastrophe climatique annoncées.

* La chaleur perdue lors de la combustion des carburants fossiles représente à l'échelle mondiale un flux énergétique régulier qui contribue d'une manière non négligeable au réchauffement de l'Atmosphère en s'ajoutant au flux énergétique interne "naturel" du globe et donc en modifiant son bilan énergétique.

230 TWh, cela fait environ 8 MWh par foyer, et davantage pour ceux qui possèdent plusieurs voitures.

8 MWh, c'est largement suffisant pour alimenter en énergie un logement "normal", chauffage et eau chaude compris.

Il est donc légitime de s'interroger sur l'opportunité de mettre fin à cette gabegie.

Dans un moteur thermique, environ 66% de l'énergie de combustion est dissipée sous forme de chaleur .

45% sont évacués par l'échappement, 20% par le radiateur et le bloc moteur.

De nombreuses tentatives de récupération de cette chaleur perdue sont décrites dans la littérature.

On y trouve le moteur Stirling, mais aussi le "TurboSteamer" de BMW et de Robert Bosch, et plus récemment le dispositif à effet Seebeck de la firme Gentherm développé avec l'équipementier Tenneco et les constructeurs BMW et Ford. Des premières applications sont prévues pour avant 2020.

Tout bouleversement technologique comporte un coût. En matière de motorisation automobile, rien de significatif ne pourra être réalisé tant que les carburants fossiles resteront disponibles en quantités illimitées et pour un coût encore gérable.

Par "coût" nous entendons le prix du produit lui-même auquel viennent s'ajouter des taxes diverses dont le montant est modulé par le Gouvernement selon sa politique énergétique. En France ces taxes sont regroupées sous l'appellation CSPE ( ex TIPP), qui s'ajoute à la TVA.

A ces taxes "génériques" peuvent venir s'ajouter des taxes spéciales, par exemple sur les émissions de CO2 ou d'autres à inventer, notamment sur la pollution ( le CO2 n'étant pas lui-même un gaz polluant).

En période de stabilité des prix du pétrole, ce qui est le cas aujourd'hui, le Gouvernement peut augmenter les taxes sur les produits pétroliers pour leur faire supporter une partie de la charge du développement des énergies renouvelables. Ce qui doit être fait prochainement si nos informations sont exactes.

Par ailleurs, grâce aux normes Européennes, les performances des moteurs thermiques sont améliorées, conduisant en théorie à une baisse des consommations et donc également des pertes thermiques associées, à puissance mécanique égale. Malheureusement les tests de qualification des nouveaux modèles de voitures sont peu représentatifs des résultats obtenus sur le terrain, et les consommations réelles ne reflètent pas les progrès que l'on pourrait espérer à la lecture des résultats officiels.

Nous avons déjà évoqué ce problème dans un précédent article. Il pourrait être en partie résolu avec la mise en application de la nouvelle norme de mesure des consommations homologuées, à condition que les constructeurs ne trouvent pas un nouveau moyen de biaiser les résultats…

De plus, la taxation des émissions de CO2 tente de dissuader les achats de véhicules trop gourmands et d’accélérer le renouvellement du parc vers des modèles plus vertueux, le tout sans grand succès hélas.

Beaucoup d'espoirs ont été placés dans la voiture électrique, qui résout élégamment le problème des pertes thermiques, du moins sur le papier.

En effet encore faut-il que l'électricité utilisée soit produite, transportée, stockée, puis mise en œuvre par des procédés dont le rendement de chaîne soit supérieur à celui du moteur thermique, ce qui n'est pas évident à priori. Et il va de soi que la production de cette électricité doit être renouvelable.

De plus le passage massif à la motorisation électrique se heurte aux problèmes d'autonomie des batteries et d'absence de réseau de rechargement. Problèmes qui ne semblent pas pouvoir être résolus avant une ou deux décennies, s'ils le sont un jour...

Le moteur thermique a donc encore de "beaux" jours devant lui, soit comme motorisation unique, soit dans une motorisation hybride.

La récupération d'une partie au moins de la chaleur perdue n'est donc pas un objectif utopique.

On parle alors de "cogénération".

La cogénération est déjà mise en œuvre dans certaines centrales électriques, et même quelques chaudières domestiques.

Son extension aux automobiles se heurte au problèmes de coût et d'encombrement.

Une des applications les plus simples consiste à d'utiliser les gaz d'échappement comme source de chaleur pour obtenir de la vapeur sous pression susceptible d'actionner une turbine couplée à un générateur électrique. Schéma que l'on retrouve dans toutes les centrales électriques y compris nucléaires.

Un tel système ne peut être efficace que dans une voiture hybride, seule à même d'utiliser l'électricité ainsi produite. On arrive alors à une architecture complexe et coûteuse qui ne peut être justifiée que dans un contexte de coût de carburant élevé, qu'il soit d'origine fossile ou renouvelable ( Biocarburant).

Quoi qu'il en soit, ces architectures complexes seront imposées par les normes européennes qui exigent toujours plus de sobriété énergétique pour moins d'émissions de CO2.

La voiture tout électrique ( plus simple et moins coûteuse ?) ne remplacera l'hybride qu'à deux conditions: obtenir une meilleure autonomie et disposer d'un réseau de bornes de rechargement rapide. Conditions que la technologie ne permet pas de remplir aujourd'hui.

La voiture à Hydrogène et pile à combustible semble satisfaire plus facilement ces deux conditions, du moins sur le papier…

Nous devrons probablement vivre encore longtemps avec le moteur thermique, même après la fin du pétrole, qui sera facilement remplacé par des biocarburants.

La récupération de la chaleur gaspillée par nos voitures sera donc le prochain challenge de l'industrie automobile.

Partager cet article

Repost 0

commentaires

Présentation

  • : Le blog de doc zaius
  • : Suivi des problèmes environnementaux du moment. Analyses techniques . Comptes rendus avancements projets.
  • Contact

Recherche

Liens