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5 avril 2017 3 05 /04 /avril /2017 17:48


 5 Avril 2017.
Tous les futurs acheteurs de VE, et à fortiori ceux qui en ont déjà acheté un, savent désormais que la pièce essentielle de leur engin est la batterie.
C’est elle qui décidera de vos itinéraires touristiques, non pas selon l’attrait des paysages ou des bonnes tables, mais selon l’emplacement des points de ravitaillement en électricité.
Le temps passé à la table du restaurant étoilé ne dépendra plus de la qualité et de l’abondance des mets, mais du temps qu’il faudra pour recharger la batterie sur l’unique borne de charge semi-rapide, alors que deux autres clients « électrifiés » sont déjà en attente.
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Mais que savons-nous de cette batterie, sinon qu’elle contient du Lithium, et que son coût représente la moitié du coût total de la voiture, voire davantage.
On sait également peut-être qu’elle délivre une tension de 400 V environ, et qu’il vaut mieux ne pas aller fourrer ses mains sous le capot.
Mais tout les autres paramètres, qui font la différence entre une bonne batterie et une source de déception, demeurent sinon cachés du moins rarement mis en valeur dans les publicités.
Nous vous proposons d’en examiner quelques-uns.
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- La capacité nominale.

Une voiture moyenne, conduite en bon père de famille, a besoin d'environ 15 KWh pour parcourir 100 Km à une allure raisonnable, disons « pépère ».
Et ceci quelle que soit la motorisation, puisque les forces à vaincre sont la résistance de l'air, les résistances de roulement, la masse du véhicule, qui sont indépendants du type de motorisation choisie.

Si l'on utilise un moteur thermique, le rendement énergétique moyen est mauvais, de l'ordre de 25%. Il faudra donc dépenser non pas 15 KWh, mais 60 KWh pour faire 100 Km. Cela correspond à 6 litres d'essence.
Avec un petit réservoir en tôle de 45 litres, on pourra donc parcourir environ 700 Km.
C'est, plus ou moins, le standard automobile actuel, qui satisfait tout le monde, et auquel les usagers se réfèrent, sans qu'il soit pour autant une obligation technologique.


Si l'on préfère une motorisation tout électrique, il faut bien sûr toujours 15 KWh pour faire 100 Km, mais comme le rendement énergétique du moteur électrique est très bon (typiquement 85%),il suffira de fournir 18 KWh au moteur pour récupérer 15 KWh de force mécanique, pour faire nos 100 Km dans les mêmes conditions qu'avec de l'essence.
Pour parcourir 700 Km en électrique, il nous faudra donc un réservoir de 7 fois 18 KWh, avec une petite réserve, soit environ 140 KWh.

140 KWh, c'est donc la capacité de la batterie qu'il nous faut pour avoir l'autonomie "standard" de 700 Km à laquelle l'usager est habitué.
Le saint graal recherché par tous, y compris E. Musk qui peine à l’atteindre.

Où est le problème ?

L'inconvénient est que, dans la meilleure technologie actuelle, une telle batterie pèserait environ une tonne et coûterait une somme indécente.
(La référence retenue est la batterie récente de 41 KWh qui équipe la nouvelle Renault ZOE baptisée ZE 40, et dont le poids annoncé est de 300 Kg, soit 135 Wh/Kg).
On peut s'interroger sur la modestie de la performance: 135 Wh/Kg, c'est à peine quatre fois mieux que les batteries au Plomb. Mais il s'agit du résultat tenant compte non seulement de la masse active de la batterie, mais aussi de tout son environnement:
Le conditionnement de chaque élément, l'encapsulation des éléments en modules, l'assemblage des modules en Pack, les raccordements électriques des éléments en barres de cuivre, le container blindé de la batterie, le circuit de refroidissement, le boîtier électronique de gestion, les renforts de caisse, éventuellement le chargeur associé.
Ces batteries doivent être mises entre toutes les mains, et être utilisées par des personnes dépourvues de toute connaissance technique et de toute formation particulière.
Elles doivent donc être particulièrement autonomes, extrêmement fiables et robustes, et supporter tous les environnements automobiles durant dix ou quinze ans avec une maintenance minimale, et pour un coût "grand public".

On considère que, pour une voiture moyenne, le surpoids de la batterie ne doit pas dépasser le poids de quatre personnes adultes, soit 300 Kg.
Au-delà, il s'agit de véhicules spéciaux, de transport collectif de personnes, ou de sport, éventuellement de très haut de gamme.

Cette batterie de 41 KWh, d'un poids de 300 Kg, permet donc à la ZE 40 de parcourir environ 220 Km à raison de 18 KWh/100 Km.
C'est l'autonomie que l'on constatera sur autoroute à 110-120 Km/h, en gardant le pied léger.
En dehors de l'autoroute, la vitesse étant limitée, voire fortement limitée, l'autonomie sera bien sûr augmentée, à condition de respecter ces limitations, et d'éviter les accélérations trop vives. Grâce à la récupération d'énergie au freinage, l'autonomie pourra atteindre 300 Km.
Définitivement, nous ne sommes pas dans le domaine de la voiture de sport.
On pourra sans inconvénient oublier les résultats du test NEDC, parfaitement fantaisiste, mais que les constructeurs continuent malheureusement à citer.
Et ce n'est pas à leur honneur.

Pour l'usager d'un VE, il faut retenir que, pour faire "normalement" 100 Km, il faut 18 KWh.
Le reste est de la publicité.

La capacité des batteries demeure donc aujourd'hui LE problème du  VE.
Les progrès constants sont cause d'une obsolescence rapide de modèles quasi neufs.
L'augmentation de capacité vers les 140 KWh pour moins de 300 Kg reste l'objectif des constructeurs.
Diverses solutions existent au laboratoire, mais plusieurs obstacles freinent leur diffusion:
- Une telle batterie exige à la fois une grande capacité énergétique spécifique (Pour atteindre 470 Wh/Kg) , et une grande puissance spécifique, pour fournir le courant élevé qui actionnera le moteur.
Ces deux paramètres sont contradictoires dans la technologie existante.
Il faut alors ajouter un super condensateur qui se chargera de fournir les pointes de puissance.
Mais le coût augmente alors considérablement.
- Le cahier des charges automobile est très exigeant. De nombreuses solutions, très prometteuses en laboratoire, ne supportent pas les contraintes de ce cahier des charges:
Gamme de températures, nombre de cycles charge-décharge, absence d'entretien, conditions environnementales, durée de vie, résistance au feu, etc.


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-La capacité effective.

Pour une batterie "grand public", domaine où la frime compte plus que la réalité, tout chiffre annoncé en catalogue est, non pas faux, mais "biaisé".
Par exemple, lorsque Renault annonce pour la ZE40, 400 Km d'autonomie, ce n'est pas faux car il précise "dans les conditions du test NEDC".
Simplement il "omet" de rappeler au client que ce test est parfaitement fantaisiste, et qu'il est d'ailleurs abandonné par les constructeurs au profit d'un autre, WLTP, beaucoup plus sévère.
L'autonomie selon WLTP est bien sûr "oubliée".

Il faut donc s'attendre au même genre de biais pour les batteries.

Les batteries au Lithium, encore plus que les autres, doivent absolument éviter la surcharge comme la décharge excessive.
Une excursion dans la zone de décharge excessive entraîne la destruction de l’élément. Une excursion dans la zone de surcharge entraîne un échauffement excessif qui, s’il n’est pas immédiatement interrompu, provoque un dégagement de gaz inflammables qui peut être à l’origine d’un incendie et/ou d’une explosion.
S’il est « relativement » simple de contrôler le respect de ces limites sur une seule cellule, cela devient un exercice plus complexe sur une batterie de voiture qui peut en comporter un très grand nombre.
Le minimum étant 108 cellules de 3,7 V en série, pour obtenir 400V, le maximum actuellement connu étant 7 028 , sur la Tesla, soit 65 x 108 .
Pour chacun des éléments de la batterie, les limites max et min à ne pas franchir dépendent de la dispersion de fabrication entre cellules, des différences de température entre zones liées aux conditions de refroidissement variables du pack, du vieillissement de l’élément, etc.
En sorte que, pour éviter les zones dangereuses, les fabricants prennent des marges se sécurité parfois importantes.
Ces marges étant appliquées en pratique par le BMS (Battery Management System).
L’usager aura alors accès à une partie seulement de la capacité théorique de la batterie ( La différence peut être significative selon l’origine de l’objet).
Une batterie peut ainsi être « vendue » pour 30 KWh et n’en faire en réalité que 25 « utilisables » , voire moins.
On parle de "capacité effective", celle qui sera utile à l'usager.
D’autres facteurs affectent la capacité effective, comme la température, le mode de charge, le régime de décharge, le vieillissement calendaire, le vieillissement par cyclage, et bien sûr les conditions environnementales, etc.
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La charge de la batterie.

La charge d'une batterie au Lithium s'effectue en deux temps:
Une première partie à courant constant, au cours de laquelle la batterie va emmagasiner l'essentiel de sa charge, environ 80%.

Le reste de la charge s'effectue à "tension constante" avec un courant qui va diminuer lorsqu'on entre dans la zone de fin de charge.
La charge est considérée comme terminée lorsque la valeur du courant est tombée en-dessous d'une certain seuil, ou lorsque la tension a atteint la valeur limite de 4,2V.

La première phase peut s'effectuer à fort courant, selon les indications du fabricant.
Certaines batteries supporteront le mode "charge rapide" et accepteront un courant de première phase jusqu'à 2C, 3C, peut-être davantage.
Le temps pour charger une batterie à 80% sera de
1 heure avec un courant de 1C.
30 minutes avec un courant de 2C.
…….
15 minutes avec un courant de 4C.
(Sur une grosse batterie, un courant de 4C peut friser les 500 A …).

La deuxième phase de la charge est beaucoup plus lente car on entre dans une zone d'échauffement et d'élévation de la tension, qu'il faut surveiller de très près. La limite de 4,2V ne doit pas être dépassée sous peine d'entrer dans la zone de risque d'emballement thermique.
Cette phase peut durer une heure ou deux, ou davantage selon la batterie évidemment.

Les bornes de charge rapide disposées le long des voies ne s'occupent que de la première phase, et ne délivrent donc que 80% de la capacité maximale, et pas plus.
Il faut donc en tenir compte dans l'évaluation de l'autonomie.
(On imagine assez mal un client restant deux heures « accroché » à une borne rapide pour récupérer les 20% de charge restante, alors que d’autres clients attendent que la place soit libérée…).

Lorsqu'une batterie est connectée à une borne, un dialogue s'établit entre la borne et le BMS du véhicule, et la connexion n'est validée que si les conditions de part et d'autre sont satisfaisantes.
Les 20% de charge complémentaire ( Deuxième phase) pourront être obtenus à la maison sur une borne domestique, en quelques heures, ou dehors sur une borne publique classique.

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-La puissance de la batterie.

Eh oui, dans un VE, c’est la batterie qui fournit la puissance, le moteur se contente de la transmettre aux roues.
C’est un changement de paradigme qui aura du mal à être intégré, d’autant plus que les constructeurs de VE continuent de mettre en avant la puissance du moteur, alors qu’il n’est plus qu’un accessoire de la batterie.
Placer un moteur électrique de 80 KW (Il y en a) derrière une batterie de 30 KWh, suppose que la dite batterie est capable de fournir 240 A pour "envoyer" les 80 W au moteur, compte tenu du rendement de 85% de celui-ci.
La décharge à 1C d’une batterie de 30 KWh/400V correspond à un courant de 75 A.
Lui demander de fournir 240 A correspond à une décharge de 3,2C, qu’elle doit être capable de soutenir sans surchauffe pendant une durée « raisonnable » ( 15 minutes ?  30 minutes ? Pas de limite ? )  avant le déclenchement du BMC en mode dégradé.
C’est ici qu’on voit la qualité de la batterie.
Bien se souvenir que la puissance de la voiture, c’est celle de la batterie.
(La prochaine fois qu’un vendeur vous proposera un VE, demandez-lui quelle est la puissance de la batterie, quelle est celle du moteur, et combien de temps la voiture pourra soutenir cette puissance max. Sa réponse vous surprendra).

Nota bene.
La batterie est souvent plus puissante que le moteur !
Une "bonne" batterie de 40 KWh, autorisée par son constructeur à fréquenter les bornes de 150 KW , et donc ayant reçu l'habilitation, pourra recevoir 35 KWh en 15 minutes.
Ceci correspond à un courant de charge de 350 A.
Lorsque ce même courant sera utilisé dans l'autre sens, la batterie fournira une puissance de 140 KW.
Certes, pendant 15 minutes seulement, mais elle pourrait le faire.
Pour peu que la voiture soit équipée d'une moteur électrique de 140 KW.


Mais qui voudrait d'une voiture qui rendrait ses tripes au bout d'un quart d'heure ?
Pour éviter aux clients ce genre de déconvenue, les constructeurs utilisent alors un moteur de puissance inférieure à celle de la batterie.

C'est pourquoi la Renault ZE 40 possède un moteur de 65 KW "seulement", alors que la batterie pourrait en fournir beaucoup plus, surtout dans sa version compatible avec les bornes 150 KW.

Tout cela va devenir un peu compliqué à suivre…A la fois pour le vendeur et pour l’acheteur.


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Le comportement aux températures extrêmes.

Si l’on veut éviter de détériorer la batterie au Lithium, il vaut mieux éviter de la mettre en charge lorsque sa température est inférieure à 0°C.
(En hiver il fait froid sur les parking extérieurs).
D’ailleurs, un BMS bien élevé vous interdira cette manœuvre, mais êtes-vous sûr que le vôtre est bien élevé ?
On peut toutefois se tirer de ce mauvais pas à l’aide d’une couverture chauffante, à condition d’en avoir une, et de savoir où la brancher.
Amusant, n’est-il pas ?
Parlez-en au vendeur…
Idem après trois heures passées sur le parking de la plage au mois d’août (Oh pas celle de Saint Guénolé bien sûr, mais celle de Lacanau par exemple)  si la température dépasse 50 °C sous le capot, votre BMS vous enjoindra  sûrement de rentrer en vélo et de revenir chercher la bagnole en fin de soirée.
Toutes les batteries n’ont pas le même comportement, lisez bien la notice, si elle existe…
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La tenue aux charges rapides.
(C’est la questions qui tue…)

L’autonomie est l’épine dans la chaussure du VE, et cela depuis plus d’un siècle.
Alors on y va pour des batteries de capacités de plus en plus impressionnantes, les 60 KWh sont pour 2018, les 100 KWh sont pour 2020...
Tout cela est très bien, Elon Musk à placé la barre très haut, difficile de ne pas suivre, du moins au plan marketing.
Mais, ces batteries, il faut les charger…


L’Europe était partie tranquillement sur un plan de développement d’infrastructures de rechargement sur la base de bornes de 43 KW, pour la « charge rapide » en 30 minutes, de batteries de 30 KWh.
En somme, un petit programme pépère.
(On ne sait p    as très bien qui a eu cette idée de limiter à 30 KWh la capacité des batteries, verrouillant ainsi à 150 Km l’autonomie avant recharge, excluant d’emblée le VE des espaces extra urbains, et rendant à priori caduc le programme de bornes autoroutières. Car qui aurait l’idée saugrenue de s’aventurer sur une autoroute avec une autonomie aussi ridicule ?  Les mystères de Bruxelles sont insondables).

Et voilà que l’ « autre » débarque avec ses monstres « ludicrous » tout droit sortis d’un jeu vidéo, avec des batteries inimaginables de ce côté-ci de l’Océan:
Pensez-donc, aller chercher chez Panasonic 7 028 petites batteries Lithium au format 18 650, les souder pour en faire un Lego de 65 x 108 éléments, mettre tout çà dans une boîte et en faire une réserve d’énergie de 85 KWh, pour mouvoir une voiture de sport surpuissante, c’était aller exactement à l’opposé du concept marketing alors en vigueur en Europe, qui visait plutôt le marché de la voiture moyenne car il s’agissait de faire du volume, et non du cirque.
[ L’élément Panasonic NCR 18650 B au Lithium possède les caractéristiques suivantes:
- Tension nominale 3,6 - 3,7 V
- Capacité: 3 350 mAh, soit 12,2 Wh.
- Densité énergétique: 265 Wh/Kg
- Poids: 46 g
- Tension max de charge: 4,2 V
- Tension limite: 4,25 V.
- Tension min:  2,5 V.
- Max discharge rate: 2C, soit 6,8 A continuous current load.]
C’est un des meilleurs éléments du marché, qui offre à la fois une forte capacité énergétique spécifique ( 255 Wh/Kg) et un fort courant de décharge continue ( 6,8 A, soit 2C).

On ne sait pas quel est le deal passé entre Panasonic et Tesla concernant les caractéristiques du produit livré, probablement différent de celui du catalogue.
On pense notamment au courant max de décharge, qui a du se négocier à 3C , peut-être un peu plus sous certaines conditions restrictives.
(Compte tenu des puissances affichées pour la Tesla S, il a bien fallu que les petits éléments Panasonic se « sortent les tripes ». Prions pour eux…).

Si l'on admet une spécification à 3C, le courant max fourni par la batterie Tesla est donc 10 A x 65 = 650 A.
Ce qui correspond à une puissance de 260 KW en 400V.
Mais je pense que le deal a porté sur un courant de décharge très supérieur, avec des clauses restrictives notamment sur la durée et la température de cellule.
Dans la notice de la Tesla S, la puissance maximale indiquée est de 400 KW, lorsque les deux moteurs sont sollicités.
( Car il y a deux moteurs de 260 CV chacun, l’un à l’AV et l’autre à l’AR)
Cette puissance étant évidemment fournie par la batterie, sous 400 V, le courant est donc de 1 000 A !!!
Cela correspond à environ 16 A fournis par chacun des 65 modules de 108 cellules en série (Soit une décharge à 5C)
Ce courant de 16 A est très au-delà de la valeur indiquée par Panasonic pour le courant max de l'élément ( Idc = 2C, soit 6,8 A).
Mais une spécification particulière est toujours possible, allez savoir…
Toujours est-il que cette puissance de 400 KW ne peut être fournie que sur une durée max de 12 minutes.
( 80 KWh donnent 80 KW pendant une heure, ou 400 KW pendant 12 minutes)
Mais c'est suffisant pour épater la galerie, grâce à deux énormes moteurs qui propulseront l'engin avec une accélération impressionnante, mais de courte durée.
C'est parfaitement idiot, mais çà impressionne les gogos…

Il ne faut pas s'étonner si une telle sollicitation à 5C d'un pack de 7 028 éléments bien tassés et plus ou moins bien refroidis, s'achève en déjeuner de Soleil au bord de la route…

C’est que le diable d’Homme avait compris une chose:
Les Hommes sont des enfants, leur voiture est un jouet. leurs comportement d’achat ne sont pas rationnels, il faut les faire rêver.
Même si les jouets proposés par E.Musk ne sont accessibles qu’à une clientèle « spéciale », ils ont le mérite d’exister, d’être vus et de faire la une des médias. Il sont devenus LA référence incontournable pour tout constructeur tenté par le marché du VE haut de gamme, et qui se doit de présenter dans sa gamme un modèle de « rêve ».
Peu importe le prix, la clientèle visée ne regarde pas ce détail.

En utilisation "normale", la Tesla redevient une voiture normale, un peu lourde certes, munie d'une batterie de 85 KWh, et qui pourra rouler entre 4 et 5 heures à une allure honorable, malgré son poids supérieur à deux tonnes.
Une autonomie de 5 à 600 Km est envisageable, à condition d'éviter de réveiller les deux tigres qui dorment sous le capot…

Les consommations indiquées sont dans la norme, compte tenu du poids de la bête:
18 KWh / 100Km  @ 90 Km/h  
21 KWh / 100 Km  @ 110 Km/h
24 KWh / 100 Km  @  130  Km/h
A condition d’avoir le pied très très léger.
 
Mais à quoi serviront des engins emportant des batteries de 100 KWh s’il n’existe aucun réseau de rechargement rapide ?
Le réseau prévu de bornes de 40 et 50 KW devient obsolète pour ces « avions », il leur faut des bornes de 350 KW, que l’on s’empresse de construire sur certains itinéraires européens.
Il faudra bien que nos « grands enfants » puissent s’éclater sur les autoroutes, les bolides de Tesla et autres feront vendre les VE plus raisonnablement conçus.
On s’aperçoit au passage que ces bornes seront très utiles pour les camions et autocars électrifiés, qui commencent à circuler.
Il existe donc un mouvement vers à la fois un accroissement de la capacité des batteries et un déploiement d’une réseau de bornes de charge rapide.

Les batteries auto sont (devraient) être conçues pour fournit et donc recevoir des courants élevés.
On parle ici de centaines d’Ampères.
Le terme de « charge rapide » a beaucoup été galvaudé.
Pour la clientèle « Tesla » ce sont les serveurs qui attendent, pas les clients.
Concrètement, une charge rapide doit permettre de récupérer 80% de la capacité d’une batterie en 15 minutes.
Il faut donc des bornes de charge de 270 KW.
C’est aussi simple que cela.
En 400 V, cela fait tout de même 675 A. On frise la correctionnelle, il va falloir passer en 800V.
Exit les bornes de 50 KW, on change de cours de récréation.

Cet « aggiornamento » un peu brusque , que nous devons à E.Musk, bouscule les vieilles habitudes, si tant est que l’on puisse parler d’habitudes en matière de VE.

Désormais nos batteries devront se fixer comme objectif de permettre une charge rapide en 15 minutes, à la Musk.
En 2018, les 60 KWh que l’on nous promet, devront être capables de bien se tenir devant une super-borne délivrant 200 KW pour une charge en 15 minutes.
500 A tout de même …

La dernière version de Renault , ZE40, est équipée d’une batterie de 43 KWh en 400V.
Il n’est fait aucune mention de la puissance de batterie…Dommage.
Le moteur électrique est un modeste 65 KW, qui permet de ménager la batterie pour permettre d’afficher 300 Km d’autonomie en conduite normale sur routes variées.
(Oublions le ridicule test NEDC, qui ne fait pas honneur à nos constructeurs).
Cette consommation moyenne de 13,3 KWh/100 Km est l’indice d’une conduite plutôt pépère, on aura plutôt 15 à 16 KWh/100 Km en conduite classique.
Les temps de recharge les plus courts sont obtenus sur des bornes 43 KW, qui délivrent 80% en une heure environ.
Aucune indication concernant une possible recharge rapide en 15 minutes.

Cependant, sur le site du CCFA (Comité des Constructeurs Français d’Automobile), il est précisé, à la date du 13/12/2016, que Renault utilisera le Standard EU-CCS Combo 150 KW en 2017, et 350 KW en 2019.

On ne sait toujours pas si les nouvelles batteries 43 KWh de Renault seront capables de supporter la charge rapide 80%/ 15 minutes.
Mais il faudra y passer pour gagner le droit de jouer dans la cours des grands

Question à poser au vendeur…
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Le refroidissement des batteries.

Une batterie parcourue par un courant important est le siège d’un dégagement de chaleur lié à la résistance interne d’une part, et à des réactions thermodynamiques au sein des matériaux.
(Des histoires d’ Enthalpie…)
Il est impératif de contrôler la température interne de chacune des cellules élémentaires qui composent la batterie.
D’abord pour assurer l’équilibre entre les cellules, et ensuite pour gérer le système de refroidissement, qui doit empêcher toute élévation de température au-dessus de 130°C environ, en quelque point que ce soit.
Le système de refroidissement est donc l’assurance-vie de la batterie, ni plus, ni moins (Et peut-être aussi celle des passagers..).
Rappelons que si la température en un point d’un élément dépasse la zone critique de 130°C, il se produit des réactions chimiques conduisant à un emballement thermique avec dégagement gazeux pouvant conduire à une explosion et un incendie avec émission de gaz toxiques.
Et ceci même si la voiture est à l’arrêt .
On ne plaisante donc pas avec le système de refroidissement de la batterie.

Les premières Tesla étaient équipées d’un système de refroidissement liquide constitué d’un serpentin (tube plat) circulant entre les rangées d’éléments de batterie. Le liquide étant un mélange classique d’eau et d’éthylène glycol. Une pompe permettait d’assurer la circulation.
( Ref: hybridlife.org/ 2014/ Traduction article chinois de l’association « Youxia Team », rétro engineering batterie Tesla ).
Ce système a été conservé dans son principe, et adapté à l’augmentation de capacité à 100 KWh sur le modèle P100D.

Le pack de la P 100 D (Que nous n’avons pas décortiqué, faute de moyens pour faire du rétro engineering !) est probablement peu différent du 85 KWh, avec 76 x 108 cellules au lieu de 65 x 108.
Le circuit de refroidissement, qui demeure la clé du succès, a dû bénéficier des derniers REX , car c’est de lui que dépendra la survie du concept.
La nouvelle batterie de 100 KWh , avec les mêmes éléments, peut délivrer une puissance de 500 KW en mode 5C.
Evidemment pas très longtemps, car en dix minute la batterie est vide…

Chez Renault, pour le moment, on travaille dans un autre domaine, les marchés visés concernent les modèles moyen de gamme, et pour éviter que les clients ne prennent une ZE 40 pour une Tesla S P100D-GT, on leur offre un moteur de 65 KW, avec lequel ils auront beaucoup de mal à faire sauter la batterie de 40 KW.
Le problème de Renault n’est pas de faire du cirque, mais d’offrir à la clientèle des produits qui seront des outils de mobilité abordables, et non pas des gadgets de millionnaires.

Pour le cirque, voir Renault Sport , qui a développé la Formule E, avec une mécanique qui fait ses preuves:
- Groupe propulseur électrique ZE 16 de 270 CV ( 200 KW)
- Régénérateur d’énergie au freinage: 150 KW ( Limite FIA)
- Batterie de 28 KWh ( Limite FIA)
Autonomie en course: environ 25 minutes.
L’évolution des limites imposées par la FIA ( Capacité de batterie, puissance moteur, puissance régénérateur,..) doit permettre de porter ce sport à un niveau d’intérêt proche de la F1, tout en servant les intérêt de la technologie VE.
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Tout sujets dont nous reparlerons…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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28 mars 2017 2 28 /03 /mars /2017 12:16

Quand LINKY s’intéresse à NIALM.

28 Mars 2017

Le déploiement du nouveau compteur LINKY a laissé plus d’un usager perplexe.
Les justifications embrouillées d’ EDF n’ont abouti qu’à une plus grande confusion.
La plupart des abonnés n’ont toujours pas compris pourquoi ils auront à financer à hauteur de 4 Milliards le remplacement d’un compteur (CBE) qui donnait toute satisfaction, et qui venait d’ailleurs lui-même d’être remplacé récemment.
Devant le vide laissé par l’absence d’éclaircissements cohérents, les complotistes n’ont pas manqué d’occuper le terrain.
Dans quelques précédents articles nous avons modestement tenté d’apporter quelques lueurs sur les intentions réelles de EDF, et sur l’utilité technique de la démarche.
Il est toujours difficile de faire comprendre à un gamin que, s’il est privé de confiture, c’est pour son bien.
Notre confiture à nous, ce sont les KW dont nous avons tendance à abuser, et dont nous allons devoir réduire la consommation, sous peine d’obstruer nos artères électriques, avec le risque d’infarctus du cœur de la production que sont nos centrales vieillissantes.
Alors oui, EDF va venir prendre notre tension (Electrique) et mesurer notre consommation de calories afin de conseiller à chacun d’entre nous le régime qui lui convient.
Le « Smart grid », tout le monde en a entendu parlé mais, faute d’explications claires, cette démarche a été perçue comme une tentative de faire payer à l’abonné l’argent gaspillé par EDF dans des opérations douteuses, voire même comme l’installation d’un « Big brother » à des fins d’espionnage de la  population pour des buts mystérieux.
Les plus modérés des opposants au Linky l’on accusé d’être l’instrument d’une violation de l’espace privé.
On peut comprendre que l’enregistrement de la puissance soutirée par un abonné en fonction du temps soit perçu comme une intrusion.
Ce qu’elle est effectivement.
Mais, est-ce vraiment plus grave que la géolocalisation systématique des individus, pratiquée sur les téléphones par le réseau cellulaire, dont plus personne ne peut se passer aujourd’hui ?
Ou sur les voitures connectées via la géolocalisation du GPS, ou par le WiFi, le top du top aujourd’hui, et qui apparemment ne dérange personne ?
Ou sur les réseaux sociaux sur lesquels la plupart étalent leur vie, leurs idées, leurs habitudes, leurs photos ?
Ou sur Internet, qui enregistre nos « habitudes de navigation », et qui en sait plus sur notre personnalité que nos proches ?
Ou dans les centre commerciaux, qui enregistrent nos habitudes de consommation ?
Ou sur nos dossiers médicaux numérisés et stockés on ne sait pas très bien où ?
Nos vies ont cessé d’être discrètes.
Sauf pour certains, qui prennent des contre-mesures.
Pas de raccordement EDF, quelques panneaux solaires sur le toit, en auto consommation, éventuellement un petite éolienne, et un groupe électrogène au cas où.
Un téléphone avec une carte prépayée.
Pas d’eau courante, ni de raccordement au gaz, car là aussi nous allons être bientôt « regardés ». Un puits dans la cour, du bois pour le feu.
Pas de banquier, tout en liquide.
Quelques chèvres pour vendre trois fromages le Samedi au marché.
Cela s’appelle la décroissance, mais il faut être riche pour jouer au pauvre sans en subir les conséquences.
Mais, comme la plupart d’entre nous n’ont pas l’intention d’aller élever des chèvres dans l’Ardèche, nous allons devoir composer avec le Linky.
(Linky et les sept nains: GPS, WiFi, Fesse de bouc, 3G- 4G, Androïd, Windows, CPL).
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Dans quelques années, nos craintes d’aujourd’hui nous paraîtront peu de choses quand nous aurons découvert de quoi Linky est capable.
Car vous pensez bien que EDF ne s’est pas donné le mal de changer tous les compteurs uniquement pour mesurer le courant consommé par chaque abonné, et le couper quand çà dépasse l’abonnement.
On aurait pu faire çà avec un petit boîtier plombé à trois sous.
L’objectif du smart grid ne peut être complètement réalisé que s’il est possible d’identifier les consommations de chaque appareil, ou au moins de chaque groupe d’appareils.
C’est la « Désagrégation des consommations » ou ED (Energy Desagregation).
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La désagrégation des consommations est pratiquée déjà depuis longtemps dans les centres industriels, qui ont besoins de connaître leurs sources de dépenses énergétiques pour la bonne gestion de l’entreprise et pour optimiser leurs coûts.
La méthode la plus courante consiste à disposer des compteurs divisionnaires.
La méthode évoluée, permettant une gestion temps réel, est électronique et basée sur une procédure NILM.
NILM = Non Intrusive Load monotoring.
Elle est basée sur la reconnaissance des « signatures » électriques des différents appareils et machines constituant le réseau à gérer.
Au démarrage d’un appareil, et à la coupure, la variation du courant soutiré se traduit pas une impulsion de tension sur le réseau d’alimentation, qui constitue la signature de cet appareil, toujours la même pour un appareil donné.
Il y a alors un seul gestionnaire du réseau, qui « reconnaît » les signatures , après éventuellement une phase d’apprentissage, qui peut durer quelques jours.
De tels systèmes sont aujourd’hui utilisés couramment dans l’industrie.
( Genre  Wattseeker de Qualisteo).
L’idée d’utiliser le même système (en plus simple) pour le résidentiel est évidemment intéressante, puisqu’elle permet d’analyser finement les profils de consommation, et de suggérer des optimisations pour lisser les demandes de puissance et réduire les pics de consommation.
Il ne s’agit pas de scruter finement la manière donc chaque usager utilise ses différents appareils, cela n’aurait aucune utilité, et c’est d’ailleurs interdit par la Loi.
Il s’agit de regrouper les appareils par « groupes de consommation »: Chauffage, éclairage, ECS, chargeur de batterie VE, électroménager.

Pour cela il faut deux choses:
- Un système d’acquisition des signaux et numérisation (Convertisseurs) pour traitement dans un processseur, de la mémoire, un interface de communication,.
- Un logiciel permettant d’exploiter les signatures.

Il se trouve que le Linky possède un hardware qui ressemble étrangement à ce dont nous venons de parler:
Il comporte une unité centrale, qui est un SoC (System on Chip), développé spécialement pour l’application comptage, et dont le rôle principal est de calculer la puissance apparente, la puissance active et la puissance réactive, à partir des informations transmises par des sondes de tension et de courant. Les données sont stockées en mémoire et le software est présent en EEPROM, le tout étant évidemment reconfigurable à partir de la liaison CPL spécifique EDF du et vers le concentrateur, à disposition du gestionnaire de réseau.
La taille des mémoires est prévue pour des extensions futures vers de nouvelles applications du « Smart Grid ».
(Voir le circuit ST PM10 de ST Microelectronics).
Les données de mesures de courant et de tension sont numérisées par des convertisseurs sigma-delta qui travaillent à une fréquence d’environ 1,6 Khz, ce qui permet d’acquérir les informations jusqu’à l’harmonique 16 (Théorème de Shannon),  ce qui est suffisant pour de la reconnaissance de signature.
Une interface CPL qui gère les communications entre le compteur et le gestionnaire de réseau, au standard G1, puis G3 dans la bande A du CENELEC. Basse fréquence/Bande étroite.
La version G3 permet des débits suffisants pour assurer les échanges nécessaires à l’application NIALM, dans une version simplifiée.

Le compteur Linky pourrait donc, à première vue, constituer un outil de désagrégation des charges, utilisable dans l’habitat.
Lors de sa mise au point, des travaux ont été menés dans ce sens, notamment en collaboration avec Landis & Gyr et Itron, principaux acteurs dans le domaine du comptage d’énergie.
__________________
Voir notamment:

Vincent Debusschere, Kaustav Basu, Seddik Bacha.
“ Identification et prédiction non intrusive de l’ ́état des charges dans les bâtiments résidentiels à partir de mesures compteur à échantillonnage
Réduit ».
 Symposium de Génie Electrique , Jul 2014, Cachan, France.
<hal-01065208>

Et:

“Energy Disaggregation via Current Smart Metering Infrastructure”
(Study and Implementation Based on Present Constraints)
Nikolaos Chrysogelos
EEH – Power Systems Laboratory ETH Zurich
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Aujourd’hui il n’est pas (officiellement) question d’utiliser cette application, du moins sans le consentement éclairé de l’abonné.
Mais demain est un autre jour…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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25 mars 2017 6 25 /03 /mars /2017 19:08

Les risques de la voiture électrique.

25 Mars 2017

Le  réservoir de carburant de 70 L d'une voiture à essence emmagasine une quantité d'énergie considérable, couramment 700 KWh, Et l'essence est un produit volatil évidemment inflammable.
Le risque auquel on pense est évidemment l'accident suivi d'un incendie avec des victimes bloquées à l’intérieur.
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Qu’en est-il en fait ?
Les données suivantes sont extraites des statistiques des services d'incendies et de secours concernant l'année 2012 ( SDIS 13 BD), du Ministère de l'Intérieur.
Elles rapportent le nombre des victimes secourues:
Dans un incendie d'habitation:    14 176, dont 280 morts et 1 054 blessés.
Dans un incendie de véhicule:       2 415, dont 29 morts et 83 blessés.
Le risques de périr dans un incendie, ou d'y être blessé, est donc 12 fois plus élevé chez soi que dans sa voiture.
Plusieurs dizaines de milliers de voitures brûlent chaque année, spontanément ou en y étant un peu « aidées ». Dans la très grande majorité des cas il n’y a personne à l’intérieur.
Le risque peut donc être considéré comme très faible, en regard des 35 Millions de véhicules du parc, et des 420 Milliards de Kms parcourus chaque année.
Les incendies de voiture spontanés ou criminels entraînent très peu de victimes, éventuellement collatérales.
Pour les incendies de voitures ayant entraîné des victimes, il s'agit essentiellement des suites d'accidents de la route.
Ces incendies sont souvent le résultat d’un court-circuit électrique, malgré la faible valeur de la tension de batterie (14 V).

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L'arrivée des voitures électriques  justifie une nouvelle analyse des risques.
L'absence d'un réservoir d'essence pourrait faire penser à l'absence de risque d'incendie.
C'est oublier un peu vite les dangers de l'électricité, et de la batterie elle-même.
Dans un VE, ce ne sont pas seulement 14 Volt qui sont présents, mais 400 V, et bientôt 800 V avec les batteries de forte capacité.
Quant au courant "disponible", il peut atteindre en surcharge plusieurs centaines d'Ampères, et beaucoup plus en court-circuit.
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Cet objet exotique qu’est une batterie Lithium-ion représente donc un risque important d’électrisation des personnes en cas de défectuosité de la batterie elle-même, du câblage de la voiture, de l’isolation du moteur, de l’intégrité des gaines d’isolation et/ou du bac contenant la batterie.
Un autre risque d’électrisation est lié aux interventions des personnels de dépannage, de remorquage, ou d’intervention sur accident si ces personnels n’ont pas reçu la formation indispensable pour ce type de véhicules.
Un risque d’électrisation plus général est lié à la présence d’humidité, voire de projections d’eau, ou même de chute dans un fossé inondé.
N’oublions pas que l’eau est conductrice de l’électricité, d’autant plus qu’elle est sale et polluée.
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En plus de ce risque sérieux si toutes les précautions ne sont pas prises, il existe le risque lié à la batterie elle-même.
Au cours d'un accident, il peut se produire un court-circuit qui sera l'évènement déclencheur d'un incendie.
Au cours de l'incendie, la combustion des matériaux de l'habitacle peut dégager des gaz toxiques entraînant l'intoxication des personnes.
Cet incendie peut atteindre la zone de la batterie, et entraîner sa destruction (explosion) avec émission de produits toxiques.
D'autre part, les déformations de l'habitacle peuvent être à l'origine de l'électrocution de personnes.
En dehors de tout accident, un incendie peut être déclenché par la batterie elle-même , sous l'effet d'une surcharge due à un court-circuit interne. Cet incendie entraîne alors le dégagement de substances toxiques, voire même une explosion, avec les dégâts que l'on imagine pour l'entourage.
Sans même invoquer une catastrophe extérieure, la batterie peut se trouver en condition de surchauffe ou de court-circuit interne du fait d’un usage inapproprié comme de mauvaises conditions de recharge, ou de courant de charge excessif, de dégradations dues au vieillissement, ou d’une défaillance du BMS (Battery Management System).
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Ces risques doivent donc être pris en compte afin d'établir des règles de sécurité à destination des usagers, des personnels de secours et d'intervention en cas d'incendie, et de remorquage ou interventions mécaniques.
On n'approche pas une voiture électrique sans prendre des précautions particulières que doivent connaître les personnes susceptibles de s'en occuper.
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Les batteries Lithium-ion des voitures sont constituées d’assemblages de cellules élémentaires dont la tension nominale est 3,7 V à 20°C.
Le compromis courant-tension optimal pour fournir une puissance de l’ordre de 60 à 80 KW au moteur électrique du véhicule a conduit la profession à choisir une tension de 400 V pour la batterie.
Pour obtenir cette valeur il faut donc placer en série environ 108 cellules élémentaires de 3,7 V.
Mais dans ce cas, si l’une des cellules est défaillante, c’est l’ensemble de la batterie qui devient inopérante.
Pour éviter cet inconvénient, on utilise non pas une seule série de 108 cellules, mais une dizaine que l’on place en parallèle.
De cette façon, si l’une des piles est HS, elle peut être déconnectée et la batterie reste opérationnelle, avec 10% de perte de capacité.
On a alors dans cet exemple 1 080 cellules élémentaires !
Mais on peut en avoir beaucoup plus.
Par exemple, Tesla a utilisé (Utilise peut-être encore) comme cellule élémentaire un petit composant Panasonic (NCR 18650 B) de 3,3 Ah, soit 12 Wh.
Il a donc fallu en utiliser 7 083 pour arriver à une capacité totale de 85 KWh !
En général on essaie de s’en tenir à 2 ou 3 000 cellules environ.
Chaque cellule élémentaire possède un taux de défaillance prévisionnel dans les conditions d’emploi correspondant au cahier des charges automobile.
Le taux prévisionnel de l’ensemble des cellules est multiplié par le nombre de cellules.
Plus il y en a, et plus le taux de défaillance augmente.
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Les cellules élémentaires sont très sensibles à la température.
Leurs performances sont optimales dans une plage de 30 à 40°C.
Au-delà elles subissent un vieillissement accéléré, et à partir de 80- 90°C on entre dans une zone de risque d’emballement thermique, qui se produit à coup sûr à 120-130 °C.
C’est cet emballement thermique qui conduit aux incendies dont on a parlé dans la presse.
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En fonctionnement charge ou décharge, la température du pack de cellules augmente en fonction du courant, à cause de la résistance interne et des réactions chimiques qui dégagent de la chaleur.
Pour éviter une élévation excessive de la température, il faut donc refroidir la batterie.
Le système de refroidissement est un élément clé de la sécurité de l’ensemble. Le fluide utilisé peut être de l’air, de l’eau ou un autre liquide, ou un matériau à changement de phase.
L’objectif est de maintenir la température moyenne dans la fourchette de 20 à 60 °C, et surtout d’éviter les défauts d’homogénéité du refroidissement, les écarts ne doivent pas être supérieurs à 5°C entre les cellules.
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D’autre part , l’ensemble des cellules doit travailler dans des conditions de tension et de courant homogènes, afin d’éviter des écarts lors du vieillissement, qui entraîneraient des déséquilibres importants entre groupes de cellules.
Le pack de cellules est donc l’objet d’une surveillance constante et d’une gestion très précise. De nombreux capteurs de tension, de courant, de température, de pression, sont disposés à l’intérieur du pack, et sont raccordés à un boîtier électronique BMS (Battery Management System), dont dépend la vie de la batterie, et accessoirement celle des occupants du véhicule.
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On comprend que, du bon choix des cellules et de leur caractérisation, de leur assemblage en modules et en pack, de la bonne conception du système de refroidissement, de l’emplacement judicieux des différents capteurs, et de la conception et réalisation du BMS, dépendra le bon comportement de la batterie, sa sécurité, et sa longévité.
La moindre défaillance, ou défaut de conception, du système de gestion, de surveillance, d’alarme, de coupure de sécurité, pourra avoir des conséquences désastreuses sur l’état de la batterie, sa longévité, et surtout la sécurité.
Les conditions optimales devront être maintenues durant toute la durée de vie du composant, et les bricolages sont bien entendus proscrits.
Sachant que, par ailleurs, la batterie Li-ion n’aime pas être maltraitée,
il faudra lui éviter les charges rapides à répétition, les décharges trop profondes, les appels de puissance prolongés par trop forte chaleur, mais aussi par temps froid.
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Voici un extrait d’un rapport INERIS.

RAPPORT D’ÉTUDE     6/06/2011  DRA-10-111085-11390D
Approche de la maîtrise des risques spécifiques de la filière véhicules électriques/ Risques liés aux batteries Li-ion .

« La température à l’intérieur d’une cellule est déterminée par l’équilibre entre la chaleur générée et celle dissipée par celle-ci. Lorsqu’une cellule atteint une certaine température (en général de l’ordre de 130 à 150°C), des réactions chimiques exothermiques se produisent entre les électrodes et l’électrolyte, ce qui contribue à augmenter d’autant plus la température.
Si la chaleur produite ne peut pas être dissipée suffisamment par la cellule, les réactions s’accélèrent alors, provoquant une augmentation rapide de la température, pouvant conduire au phénomène d’emballement thermique.

Les batteries ont une faible capacité à dissiper la chaleur et sont donc fortement sujettes à l’emballement thermique.  La pression générée par la vaporisation de l’électrolyte peut ensuite conduire à des défaillances mécaniques à l’intérieur de la cellule, pouvant provoquer la rupture de son enveloppe extérieure.

Cette perte de confinement est alors à l’origine de fuites de l’électrolyte, produit toxique, inflammable et corrosif, sous forme liquide mais également gazeux. Les vapeurs ainsi générées et mélangées avec l’air peuvent alors former une atmosphère explosive (ATEX). Celle-ci est susceptible de s’enflammer au contact d’une source d’inflammation du type étincelle ou surface chaude, souvent présentes à l’intérieur d’un véhicule. Il en résulte alors une explosion provoquant des effets thermiques et des effets de pression.

De plus, les sels d’électrolyte tels que l’hexafluorophosphate de lithium LiPF6, le tetrafluoborate de lithium LiBF4, le perchlorate de lithium LiClO4, l’hexafluoroarsenate de lithium LiAsF6 peuvent dégager des fumées particulièrement toxiques et corrosives contenant du phosphore, du fluor et du lithium. Des essais réalisés à l’INERIS [19] ont ainsi montré la formation d’acide fluorhydrique (HF) lors de la dégradation thermique de batteries Li-ion. »  
Fin de citation.
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La batterie Lithium-ion possède donc une vie propre.
Même à l’arrêt, certains processus chimiques peuvent se poursuivre, notamment en cas de fuites internes de courant pouvant conduire à un court-circuit générateur d’incendie spontané.
L’usager d’un VE doit savoir qu’il a entre les mains un outil performant, mais dont l’emploi ne supporte pas l’à peu près, ni les mauvais traitements.
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Sur une voiture thermique mal entretenue, on peut « péter une durite », crever un radiateur, casser une pompe eau, boucher un calorstat, les conséquences seront limitées.
Sur une voiture électrique, une défaillance du circuit de refroidissement se termine en général par un très très gros chèque .
D’où l’intérêt de monter une batterie de location…
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22 mars 2017 3 22 /03 /mars /2017 19:01

Quels substituts au pétrole dans les transports ?

22 Mars 2017
La disparition de la sainte huile n’est par pour demain, mais les menaces qui pèsent sur elle se font plus précises d’année en année.
- Le danger lié aux émissions de CO2 fossile est de plus en plus pris au sérieux.
- L’accès aux sources nouvelles est de plus en plus difficile, donc de plus en plus onéreux.
- La dépendance à des fournisseurs douteux devient de plus en plus risquée politiquement.
- La taxe carbone, qu’il faudra bien appliquer un jour sérieusement, est une épée de Damoclès qui risque de faire très mal.
- Les projets de séquestration du CO2  n’aboutissent à rien de crédible.
- La dépollution des moteurs thermiques a atteint ses limites sans arriver à un résultat acceptable, et les véhicules polluants seront bientôt bannis des villes.

Tout cela constitue une charge qui justifie de considérer très sérieusement le problème des carburants de substitution.
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La Directive Européenne AFI (Alternative Fuels Infrastructures) d’Octobre 2014, recommande aux Etats-membres de mettre en place des stratégies concertées pour le développement d’infrastructures publiques permettant l’emploi des carburants alternatifs.
L’emploi généralisé des carburants pétroliers normalisés a permis dans le passé d’éviter la création de barrières artificielles qui auraient pu exister si chaque pays avait développé sa propre stratégie en matière de choix et de structures de distribution des carburants.
Il est essentiel d’éviter que l’arrivée des nouveaux carburants ne vienne installer un désordre préjudiciable à la libre circulation des véhicules sur le territoire Européen.
Les futurs carburants sont connus: L’électricité, les biocarburants liquides et le biogaz.
(En espérant ne pas devoir recourir au gazogène en cas de pénurie).
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On aurait pu penser que les biocarburants liquides seraient les premiers à occuper le terrain. En effet, ils peuvent se substituer directement aux carburants pétroliers moyennant quelques modifications mineures des moteurs existants (Flex fuel), et ils peuvent utiliser les infrastructures de distribution existantes sans problème de câbles ni de prises de raccordement, puisqu'un simple tuyau de caoutchouc suffit.
Mais leur emploi à grande échelle, au moins en Europe, se heurte à plusieurs obstacles:
La première génération de biocarburants (G1), la seule disponible aujourd’hui, utilise de la biomasse agricole alimentaire, ce qui est  une façon pour le moins curieuse de lutter contre la faim dans le monde.
Les instances européennes commencent à réaliser que le remède serait pire que le mal.
Par ailleurs de nombreuses études contestent l’intérêt écologique de cette solution, au motif que le gain en émissions de GES serait beaucoup moins important, voire même parfois négatif, si l’on tient compte de l’énergie dépensée pour la culture et la transformation, et des atteintes à l’environnement, notamment les déforestations et l’acidification des sols.
Les dégâts, déjà constatés aujourd’hui, permettent d’imaginer l’ampleur des ravages qu’entraînerait une généralisation de l’emploi de ces carburants.
Mais tout le monde n’ayant pas les mêmes scrupules, et l’argent n’ayant pas d’odeur, cet obstacle pourrait n’en être pas un.
Par contre, un obstacle plus difficile à franchir est constitué par les émissions polluantes de ces nouveaux carburants. Les études parues sur ce sujet font état de résultats assez contradictoires, mais avec une tendance à admettre que les biocarburants G1 émettent autant de NOx et de particules fines que les carburants conventionnels, sinon en masse du moins en nombre. Et l’on sait maintenant que les nanoparticules sont les pires.

Si ces résultats était confirmés, ces produits seraient soumis aux restrictions de circulation en agglomérations, ce qui n’enlève rien à leur intérêt dans les véhicules hybrides électriques ou à gaz.
(Les hybrides électriques rechargeables sont classés dans la première catégorie (vignette Verte) en France).
La seconde génération confirmera ou non le caractère écologique de ces carburants, qui pour le moment suscitent donc quelques réserves.
La troisième génération, les algocarburants, permet d’envisager une production hors sol donc plus respectueuse de l’environnement.
Mais elle est encore au stade du laboratoire.

Le grand intérêt de ces biocarburants du futur réside dans la possibilité, pour les Etats Européens, de saisir l’occasion de reconquérir une grande part d’indépendance énergétique, laquelle est indissociable de l’indépendance politique, comme on peut le constater tout les jours.
A condition bien entendu de les fabriquer chez nous, et de ne pas céder à la facilité offerte par les importations…

Le marché de ces carburants est très loin d’être clarifié.
Entre les engagements de la transition énergétique, les politiques fiscales, les recommandations de la CE, les implications de la PAC, les problèmes techniques d’adaptation des moteurs, les quotas d’importations, les prix des nouveaux carburants, leur caractère écologique ou pas, etc… il est difficile d’y voir clair et d’anticiper l’évolution.
__________________

Le futur de l’électricité dans les transports n’est guère plus évident:
Aujourd’hui en Europe, l’électricité de réseau est encore en très large majorité produite à partir de combustibles fossiles ou de nucléaire. Elle ne peut donc être considérée comme issue d’énergies vertes qu’avec réserve, et sous certaines conditions (Certificats verts ?).
Les batteries sont encore en recherche de maturité, mais l’évolution de la technologie est très encourageante pour l’amélioration de l’autonomie des VE, avec cependant une interrogation sur le coût.
Par contre les infrastructures de recharge de ces batteries sont encore en recherche d’un modèle, et plusieurs années seront encore nécessaires pour y voir clair dans l’ouverture possible des VE aux grands espaces, et bien sûr au niveau Européen.
Entre la charge au domicile sur une prise ordinaire 20A et la charge rapide sur une borne de 350 W, le choix est difficile à faire.
Mais le gros problème de l’électro mobilité demeure l’impossibilité de stocker l’électricité en quantités importantes.
Quant aux véhicules hybrides électriques, leur coût reste élevé de par leur conception même (Bi motorisation).
La pile à combustible n’a pas encore atteint le stade de l’industrialisation,  et son combustible l’Hydrogène, n’existe encore que dans sa version dérivée du pétrole.
Il existe donc des freins réels au déploiement des véhicules électriques sur une grande échelle.
Ils constituent cependant dès maintenant une solution radicale au problème de la pollution automobile en agglomération, même avec l’électricité « actuelle ».

La France, forte de son parc électronucléaire qui fournit une électricité décarbonée, a choisi la mobilité électrique au détriment du Gaz.
Ce choix n’est pas approuvé unanimement.
Le parc électronucléaire est vieillissant et son remplacement rencontre une très forte opposition. En cas de retrait du nucléaire, ou de forte réduction de sa capacité de production, il serait difficile de trouver l’électricité nécessaire à un parc de véhicules électrifiés (Plus de 80 TWh uniquement pour les voitures particulières. Et autant en plus si l’on inclut les véhicules de transport).
L’électricité n’est pas stockable, il n’existe aucun « tampon » entre la production et les pointes de consommation. Le réseau ne supportera pas les pointes de chargement des batteries.
(Contrairement au GNV, qui peut être stocké sans problème sur les lieux de distribution pour les mobiles, ou d'emploi à poste fixe).
_________________

Face à des biocarburants prometteurs, mais pas encore disponibles dans leur version « écologique », et à une électricité impossible à stocker, le Gaz se rappelle à notre bon souvenir en alignant une liste de bons points dont le cumul ne manque pas d’intérêt:

1- Il peut être utilisé dans les moteurs thermiques actuels avec éventuellement des adaptations mineures. De nombreux véhicules utilisent déjà cette technologie, qui a largement fait ses preuves.
2- Il peut être stocké sans problème sous forme gazeuse, la France en possède un stock de 10 Milliards de mètres cubes !
Ce stock participe également à la constitution des réserves stratégiques obligatoires, ce que ne peut pas faire l'électricité.
3- Il est distribué à travers un réseau couvrant tout le territoire.
4- Dans sa version actuelle d’origine fossile (GNV, ou GNC) il apporte déjà dans les moteurs une réduction de 20% des émissions de CO2, et surtout une quasi absence d’émission de NOx et de particules fines.
(En France, les véhicules à gaz bénéficient d’une vignette Crit’air Verte, classe 1 , dans la même catégorie que les véhicules électriques et hybrides rechargeables).
5- Dans sa version renouvelable ( Bio GNV ou Bio GNC) , il est déjà en production à partir de la fermentation des déchets organiques, et depuis peu (2014) à partir des boues de stations d'épuration.
6- Le Bio GNV est déjà  autorisé à l’injection dans le réseau de distribution GRDF.
7- Il se transporte aisément sous forme gazeuse, dans des bouteilles en acier sous une pression de 2 à 300 Bar, sont l’usage est courant dans de nombreuses applications.
8- Il est très énergétique.
Deux bouteilles de 100 L sous 200 Bar représentent une énergie de 360 KWh, permettant de parcourir 500 Km (Voiture moyenne).
9- Le plein peut être fait en quelques minutes à une station équipée de réserve tampon et d’un compresseur.
10- Il permet le mode hybride Gaz/ Essence sans modification, un simple robinet automatique suffit pour passer de l’un à l’autre.
11- L’ADEME a estimé le potentiel de production de Bio Gaz en France à  140 TWh, soit près de 40% de notre consommation actuelle de Gaz naturel.

[Il est important de ne pas confondre le GNV avec le GPL.
Le GNV est essentiellement du Méthane, remplacé progressivement plus tard par le Bio Méthane.
Le GPL est un mélange de Propane et de Butane, qui n’ont pas de correspondant en version renouvelable.
L’accès des parkings souterrains est interdit aux véhicules au GPL, alors que les véhicules au GNV sont autorisés].

Les véhicules au GNV sont déjà très répandus en Europe, 800 000 en Italie, 100 000 en Allemagne, 13 000 seulement en France.
20 Millions d’entre eux circulent dans le Monde.

Si la France a privilégié la mobilité électrique, elle n'a pas pour autant négligé le Bio Méthane.
En 2017, il ya 25 sites de production et d'injection de Bio Méthane dans le réseau GRDF, pour une énergie de 0,35 TWh.
400 autres sites sont en cours de construction, dont un bon nombre produiront à partir de boues d'épuration.
Dans le cadre du programme sur la transition énergétique, l'ADEME prévoit 1 400 sites à l'horizon 2030, pour une production annuelle de 30 TWh.

Le gros avantage du GNV est qu’il est compatible avec les combustibles liquides, moyennant l’ajout d’un équipement de faible coût.
On peut ainsi, pour un coût modéré, acquérir un véhicule hybride, ou adapter un véhicule thermique existant.
Il n’y a donc aucun problème d’autonomie.
De plus l’ajout des bouteilles de gaz n’apporte qu’un faible surcoût, dérisoire par rapport au coût d’une batterie au Lithium de 40 ou 50 KWh.

Tout ces avantages en font une solution très attractive qui apporte, à peu de frais, une réponse à la dépollution de l’air des villes, sans pour autant nuire à l’autonomie des véhicules.

Mais chaque médaille a son revers.
Le gaz s’utilise dans des moteurs thermiques classiques, dont le faible rendement énergétique est connu: 25% en moyenne.
A comparer au rendement d’un VE à batterie, qui peut atteindre 80% avec récupération d’énergie au freinage.
Du strict point de vue de l’efficacité énergétique, le gaz peut sembler  condamné d’avance, même en version Bio.
___________________

Mais, si l’efficacité énergétique est un critère important, elle n’est pas le seul critère à prendre en considération.
Dans l’hypothèse (Et en France c’est plus qu’une simple hypothèse)  d’une réduction de la production d’électricité nucléaire, et d'un abandon des fossiles, les énergies éolienne, solaire et hydroélectrique ne suffiront pas à alimenter à la fois les besoins de tout les secteurs de l’activité, y compris les transports, aujourd’hui gros consommateurs de pétrole.
Il est vraisemblable que l’électricité renouvelable suffira à peine à alimenter les applications spécifiques ne pouvant se passer d’électricité: Electroménager, éclairage, audio-visuel, communications, informatique, domotique, bureautique, pompes à chaleur, machines à froid, robotique, machines-outils, soudure, électrolyse, chemin de fer, etc, etc...
Il est possible que la part restante soit insuffisante, ou pas assez régulière, pour alimenter la recharge des batteries de VE, surtout dans les versions de forte capacité envisagées actuellement (On parle de 60 KWh et au-delà), et les pompes à chaleur dont on fait la promotion aujourd'hui.
Le GNV, suivi du Bio GNV, pourra alors constituer une solution plus que complémentaire, avec les biocarburants liquides, pour parvenir à alimenter tout le monde en énergie.
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Le problème de la transition énergétique n’est plus dans les choix technologiques entre électricité, biocarburants ou biogaz, il faudra les utiliser tous les trois.
Il est relativement facile de produire un peu d'électricité éolienne, un peu d'électricité solaire, un peu de Biocarburant, un peu de Bio Méthane.
D'ailleurs on le fait déjà.
Le problème c'est d'en produire beaucoup, énormément, si l'on veut éviter de se retrouver dans une nouvelle dépendance énergétique vis-à-vis de fournisseurs exotiques pas forcément respectueux de l’environnement ni des conditions de travail.
Le vrai choix sera là:
Acceptons-nous de continuer à dépendre à 80% de fournisseurs d'énergie extérieurs incontrôlables, auxquels nous serons nécessairement asservis, ou bien profitons-nous de la transition énergétique pour redevenir un grand pays capable de se tenir debout sans avoir à nous compromettre auprès de "parrains" pourvoyeurs de notre indispensable drogue ?
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17 mars 2017 5 17 /03 /mars /2017 19:26

Diesel gate, ou le bal des faux culs…

17 Mars 2017

Le protocole NEDC, utilisé pour l’homologation des nouveaux modèles d’automobiles, date de 1973, presque un demi siècle.
Il n’aura échappé à personne que depuis cette époque les voitures ont légèrement évolué et que ce protocole, déjà très laxiste en 1973, est devenu complètement obsolète.
Aucun ingénieur ne peut ignorer que les résultats de mesures obtenus lors de ce test NEDC sont très flatteurs par rapport aux valeurs effectivement réalisées en usage normal.
Les usagers peuvent également le constater, au moins sur la consommation de leur véhicule.
La profession automobile a toujours été consciente de l’incapacité de ce protocole à rendre compte des comportements réels des véhicules en ce qui concerne les consommations et les émissions polluantes.
Malgré cette distorsion, le protocole NEDC a été maintenu et il est toujours en usage à l’heure où nous écrivons ces lignes.
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Mais les temps ont changé, le réchauffement climatique est devenu l’affaire du siècle, entraînant à sa suite la lutte contre la pollution de l’environnement.
L’intérêt s’est alors porté sur le CO2, les NOx, les particules fines.
L’Etat y a fourré son nez et ces étranges entités, négligées jusqu’alors, sont devenues des critères de classement et de choix pour la clientèle, car  leurs valeurs servent de base à l’établissement des impôts et taxes afférentes.
Et là, on ne plaisante plus.
______________

Les valeurs officielles, servant de base à l’établissement du classement fiscal des nouveaux modèles, et de la distribution des bonus et des malus, sont donc celles mesurées au cours du test d’homologation.
Le maintien du protocole NEDC, avec les défauts que tout le monde connait, donne donc un caractère officiel à ce qui n’était jusque là qu’une tromperie sans grande importance.
Dès la version Euro 3 de la norme ( Janvier 1993), les taux d’émission de CO2, de NOx, de CO et de particules, étaient mesurés lors de l’homologation.
L’Etat ne pouvait pas ignorer que les taux effectifs d’émission en usage normal étaient différents, voire très différents, des taux « officiels ».
En fermant les yeux sur une tromperie qu’il ne pouvait ignorer, l’Etat a donc cautionné une entorse aux engagements officiels de la lutte contre les émissions de CO2 et de polluants.
Les écarts entre les taux « limites » imposés par les normes Euro, de plus en plus sévères, et les taux réels en usage normal, se sont de plus en plus accentués dans l’indifférence générale, avec la complicité des constructeurs européens et des Etats qui persistaient à regarder ailleurs.
C’était devenu un objet de plaisanteries, une sorte de joyeuse farce sans conséquences.

Mais c’était oublier un peu vite que nos concurrents, en l’occurrence les américains, toujours férus de protectionnisme, recherchent systématiquement le moyen de repousser l’envahisseur.
Etant eux-mêmes en plein aggiornamento automobile, et ayant investi beaucoup dans le domaine des voitures propres, ils n’ont pas manqué d’identifier et d’exploiter la faille de la « combine » européenne.
La justice américaine est puissante, et les citoyens disposent de moyens d’action qui nous sont refusés en Europe. Il a donc bien fallu passer sous les fourches caudines.
La tromperie ayant ainsi été portée au grand jour, il devenait difficile de glisser la poussière sous le tapis.
L’Etat a donc lancé une procédure officielle de vérification des émissions de nos véhicules.
Oh certes, les choses vont leur train et, plus d’un an après la « découverte » du pot-aux-roses par les américains, nous n’avons encore aucune certitude quant à l’implication de nos constructeurs dans cette affaire de dépassement des taux limites.
Il est bien question de « quelque chose » chez Renault, mais tout cela se règlera entre gens de bonne compagnie.
Il sera en tout cas fort intéressant de suivre le déroulement des éventuelles suites judiciaires, afin de comparer nos méthodes à celles des américains.
_______________

Pour compliquer un peu plus le dossier, l’abandon du protocole NEDC au profit du nouveau protocole WLTP a été décidé.
Ce nouveau protocole est plus représentatif de l’usage normal d’un véhicule, mais aussi beaucoup moins tolérant, ce qui aggrave le problème.
Le cumul de ce nouveau protocole avec la norme Euro 6+ place les constructeurs européens dans une situation impossible.
Ils ont demandé, et obtenu évidemment, un report  de l’adoption du nouveau protocole, et des dérogations sur les taux limites, pour une période assez indéterminée.
Ils sont tranquilles au moins jusqu’en 2020, et probablement au-delà.
Mais ce combat d’arrière-garde aura ses limites, et il faudra bien un jour clarifier la situation et revenir aux fondamentaux.
______________

On peut craindre que la sévérisation des normes anti pollution a atteint un niveau tel qu’il n’est plus possible de les satisfaire réellement avec des moteurs thermiques utilisant des carburants fossiles, surtout si en plus on utilise un protocole de mesure non biaisé.
Le sevrage du pétrole sera douloureux.
Mais, si nos souvenirs sont bons, c’est bien de cela qu’il s’agit dans la transition énergétique.
« on » aurait peut-être pu y penser avant…
_________________

L’abandon des combustibles fossiles au profit des sources d’énergie verte constitue le crédo de la transition énergétique fondée sur la lutte contre les émissions de CO2.
La nécessité de ce sevrage était donc admise par ceux-là même qui ont approuvé cette transition, c’est-à-dire la majorité des pays participants à la CDP (Conférence Des Parties).
Seul restait dans le flou le planning de ce sevrage:
2050 ? Fin du siècle ? Un peu plus tard ? Encore une minute Monsieur le bourreau…
_____________

Mais, à trop scruter le taux du CO2 atmosphérique, on en avait oublié un ennemi plus sournois, la pollution de l’air de nos cités.
L’air de beaucoup de cités fortement peuplées est devenu quasiment irrespirable et deviendra rapidement un piège mortel si des mesures ne sont pas prises rapidement.
Ici ce n’est pas le CO2 le coupable, mais les émissions de gaz toxiques et de particules fines, surtout les nanoparticules.
A tort ou a raison, l’automobile a été montrée du doigt. Sa concentration dans l’espace urbain serait à l’origine des pics de pollution qui dépassent largement les recommandations de l’OMS certains jours.
Il n’est donc plus question d’attendre 2050, ni même 2030, c’est maintenant qu’il faut agir.
______________

Les tentatives de réduire cette pollution automobile par la réglementation (Normes Euro) ont manifestement échoué.
Quelle que soit la raison de cet échec, la conclusion logique est qu’il faut très rapidement passer à un autre mode de motorisation, qui ne peut être que l’électricité et/ou le gaz, au moins pour les véhicules admis à circuler en agglomérations.
________________

Nul doute que ce chemin sera long et pénible, surtout dans un pays qui promeut encore l’utilisation du diesel en le laissant bénéficier de taxes réduites…
Il est vrai que nous avons le monopole des solutions originales. Alphonse Allais ne conseillait-il pas de reconstruire les villes à la campagne pour éviter la pollution ?
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11 mars 2017 6 11 /03 /mars /2017 16:10

11 Mars 2017

La mobilisation contre le compteur Linky ne désarme pas.
Les arguments les plus divers sont utilisés pour « démontrer » son caractère nocif.
Notre intention ici n’est pas d’ajouter notre grain de sel à une querelle déjà suffisamment compliquée, ni de prendre parti, mais de tenter d’éclaircir un point technique qui fait polémique.
Il s’agit d’analyser les conséquences de la présence dans le nouveau compteur d’un interrupteur de courant qui peut être actionné de deux façons:
- Automatiquement lorsque le courant dépasse la valeur correspondant à l’abonnement souscrit. C’est une fonction disjoncteur.
- Ou à l’initiative du fournisseur d’énergie lorsqu’il l’estime nécessaire, c’est une commande à distance, l’ordre est transmis par CPL.
L’arrivée du nouveau compteur provoque des disjonctions automatiques sur certaines installations, qui fonctionnaient correctement avec l’ancien compteur.
Tâchons d’y voir plus clair avant de condamner l’un ou l’autre.
(Cela s’appelle « instruire un procès »).
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L’interrupteur du Linky,  appelé « Breaker » , agit sur la phase. Il remplit la fonction de disjonction auparavant supportée par le disjoncteur de branchement EDF, qui remplissait aussi les fonctions AGCP ( Appareil Général de Coupure Principale) obligatoire dans toute installation raccordée au réseau, et disjoncteur différentiel 500 mA de sécurité.
Comme le Breaker ne remplit pas la fonction AGCP, on a conservé le Disjoncteur EDF.

Le Linky contient un système de mesure du courant et de la tension électronique, très rapide et très précis.
Il contient également une base de temps également très précise, qui lui permet d’échantillonner le courant et la tension à haute fréquence.
(Il peut aussi mesurer le déphasage, la distorsion,  et beaucoup d’autres choses, qui ne nous intéressent pas ici aujourd’hui, mais nous y reviendrons une autre fois).
Le microprocesseur inclus permet de calculer très précisément le seuil de déclenchement du Breaker, la courbe de déclenchement étant définie par le logiciel embarqué.
( N’oublions pas que le Linky est un ordinateur, qui peut faire beaucoup plus que simplement compter des KW).
Le fonctionnement du « breaker » est décrit dans le guide pratique du Séquélec consacré au compteur Linky.
(Le Séquélec est une instance de concertation qui réunit Enedis et les organisations professionnelles des installateurs électriciens)
Extrait du  Guide pratique Ref GP15, Compteur communicant Linky,
« Fonctionnement du « breaker » :
La courbe de fonctionnement du « breaker » du compteur Linky est basée sur la courbe thermique du disjoncteur de branchement à réglage équivalent ».
Reportons-nous donc à cette courbe, ici extraite du catalogue LEGRAND.

 

 

 

Si nous reparlions du compteur Linky ?

Le courant max en régime permanent se lit en haut et à gauche du graphique.
On constate que ce courant, du fait des dispersions de fabrication, est compris entre 1,1 et 1,4 fois le courant nominal correspondant au calibre choisi.
Pour le calibre de 45 A par exemple, le courant de déclenchement sera compris entre environ 49 A et 63 A.
Ceci traduit les dispersion normales de fabrication d’un matériel électromécanique.
La dispersion est du même ordre pour tous les calibres.
Le principe est que le disjoncteur ne doit jamais déclencher pour un courant inférieur au calibre choisi. Donc il déclenche forcément au-dessus, Monsieur de La Palice n’aurait pas dit mieux.
Le au-dessus en question doit tenir compte des dispersions de fabrication, ceci explique cela.
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Le disjoncteur électromécanique est donc très tolérant, puisqu’il permet des dépassements de courant assez larges.
Mais en plus, le réglage du calibre s’effectue par plots et non de manière continue.
Les valeurs courantes sont 15- 30- 45- 60- 75- 90 A.
Pour un abonnement de 9 KVA par exemple, le calibre choisi sera 45 A, car 30A serait insuffisant. Le déclenchement se produira alors entre 49 et 63 A, ce qui correspond à une puissance de 11 à 14 KW environ.
Et ceci pour un abonnement de 9 KVA !
Il y a là de quoi prendre de mauvaises habitudes, et considérer cette tolérance comme un « avantage acquis », ce que n’ont pas manqué de faire certains usagers.
(Et là nous retrouvons la lutte pour la préservation des avantages acquis, fondement de nombreux arrêts de travail, mais ne nous égarons pas).
On ne peut pas leur jeter la pierre, puisque ce système a fonctionné sans heurt pendant plus de cinquante ans.

Depuis les années cinquante, la technologie a fait quelques progrès et l’époque est aux économies d’énergie.

En conséquence, le nouveau compteur Linky est hélas beaucoup moins tolérant.
D’une part, pour un abonnement de 9KA, il vous fixera un courant max à la valeur correspondante, c’est-à-dire 42 A environ, et pas 49 et encore moins 63 .
D’autre part, s’agissant d’un compteur électronique, et on connaît la précision de l’électronique, la précision de la mesure sera excellente et la dispersion très faible.
Plus question de tirer 12 ou 14 KW en régime permanent avec un abonnement de 9 KVA !

Ceci ne fait pas l’affaire des usagers dont la puissance pouvait se trouver dans la zone de tolérance du disjoncteur EDF sans disjoncter, mais qui ne sera pas acceptée par le nouveau compteur.
Encore un avantage acquis qui disparaît…

Et pourtant, au moment où la puissance appelée sur le réseau va devenir un paramètre critique, surtout si l’on arrête quelques réacteurs nucléaires, il serait incohérent de reprocher à ENEDIS de vouloir supprimer les « abus » , même si ces abus étaient tolérés à l’époque faste.

Par ailleurs on comprend la « grogne » des usagers qui ont pu, pendant des décennies, « profiter » impunément d’une faiblesse de la technologie, et qui perçoivent la nouvelle situation comme une nuisance, alors qu’il ne s’agit que de « remettre les pendules à l’heure ».

Dans la même veine, certains automobilistes n’ont pas digéré l’arrivée des radars sur les autoroutes, au prétexte qu’avant ils roulaient à 150 et qu’ils ne voyaient pas de raison de changer si le péage restait le même…

Mes amis, nous sommes à l’ère de la transition énergétique, et la première manifestation de cette transition est l’optimisation de la puissance des installations de production.
Aujourd’hui, avec  90 GW, on est à l’aise, enfin presque.
Mais c’est du gaspillage, et les renouvelables n’y arriveront pas.
Demain, plus question de tirer 90 GW, il faudra faire avec 60 ou 70 GW, voire beaucoup moins en cas de pénurie de vent ou de soleil, et il nous faudra donc surveiller notre appétit de puissance.
Le compteur Linky est là pour nous y aider…au besoin en nous forçant un peu la main.
_______________

Le problème se rencontre en particulier chez les utilisateurs de pompes à chaleur.
Le moteur qui entraîne le compresseur possède une puissance de l’ordre du quart de la puissance de chauffe requise ( pour un COP de 4).
Ce qui fait quand même quelques KW pour une installation conséquente.
Sans précautions, le courant de démarrage peut atteindre plusieurs dizaines d’ampères et causer une réaction du nouveau compteur, là ou l’ancien serait resté de marbre.
Sans parler des problèmes qui surviennent en cas de baisse de tension ou d’absence de système de limitation du courant de démarrage.
________________

Les clients candidats à l’installation d’une PAC, et même les installateurs, ont donc intérêt à lire de très près la fiche technique du Séquélec (Fiche N0 21).
Particulièrement en ce qui concerne l’abonnement souscrit ( Mini 12 KVA), le courant max de démarrage ( 30 A), l’impédance du réseau au point de raccordement, les fluctuations de tension du réseau, la puissance max de l’ensemble PAC + résistances de relève.
On peut avoir des surprises.
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L’arrivée du Linky aura ainsi contribué à la prise de conscience des usagers, placés bien malgré eux, devant un problème dont beaucoup ne soupçonnaient pas l’existence.
En choisissant d’abandonner les énergies fossiles et le nucléaire au profit des renouvelables, on fait le choix non seulement d’accepter de restreindre notre consommation d’énergie, mais aussi de devoir la partager, car elle devient une ressource limitée.
L’épopée du Linky n’est que le hors-d’œuvre du régime sec qui nous attend.
Autant s’y préparer tout de suite…
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8 mars 2017 3 08 /03 /mars /2017 11:52

 

8 Mars 2017

En 2 014, la consommation française d'énergie finale, corrigée des variations saisonnières, s'est élevée à 1 900 TWh.
Une partie de cette énergie provient de ressources purement nationales, et qui sont (déjà) des énergies renouvelables:
- Le bois énergie pour 114 TWh
- Les déchets pour 65 TWh
- L'électricité hydraulique pour 57 TWh
- L'électricité éolienne et solaire pour 33 TWh
Pour un total de 269 TWh, soit 14% environ de l'énergie finale.
Encore faut-il préciser que, sur ces 14% d'énergies renouvelables, 9% sont issus d'une production historique ( Hydroélectrique et bois énergie) qui ne doit rien à la stratégie de transition.

[Source:
Commissariat Général au Développement durable,
SOeS/ Service de l'Observation et des Statistiques.
www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr
Paris 2015/ COP 21
"Bilan énergétique de la France pour 2014"]

La France dépend donc de l'étranger pour 86% de ses besoins en énergie finale, sous forme de produits pétroliers, Gaz naturel, Charbon, minerai d'Uranium, et un peu de biocarburants.
(Sans le minerai d'Uranium, qui provient de l'étranger, pas d'électricité nucléaire).

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Ces importations massives d'énergie se traduisent par une facture annuelle qui atteint 55 Milliards, directement indexés sur les cours du pétrole et du gaz naturel.
Alors, stop ou encore ?
Ce bilan rapide, et peu flatteur, nous place quasiment à l'année zéro de la transition énergétique, tant pour la production d'énergie renouvelable, que pour l'indépendance énergétique.
____________________

Cette énergie finale est ainsi répartie par secteurs:

- Résidentiel:            538 TWh
- Tertiaire:                249   " "
- Transports:                560  " "
- Industrie:                275   " "
- Sidérurgie:                  60   " "
- Agriculture, pêche:          56   " "
- Usages non énergétiques*:    162  " "
            Total:        1 900 TWh

*Chimie, solvants, détergents, huiles, bitume, engrais, plastiques,…
_____________

Les secteurs Résidentiel-Tertiaire et Transports sont de très loin les gros consommateurs, c’est donc eux qui auront principalement à supporter le poids de la transition énergétique.
_________________

Ici, il faudrait dissiper une ambigüité:
Lorsqu'il est question de transition énergétique, on évoque généralement l'électricité, ce qui est extraordinairement réducteur, puisque cette électricité ne représente "que" 24,7% de l'énergie finale consommée.
Celle qui reste dans l'ombre, 1 430 TWh, est parfois un peu "oubliée" , peut-être à cause de l'odeur du pétrole et du Gaz naturel, et de la poussière de charbon…
Cette énorme quantité d'énergie, dont on ne parle jamais, allez savoir pourquoi, est utilisée dans les secteurs de l'industrie, des transports, de l'agriculture, et du résidentiel-tertiaire, autant dire partout.

Elle se compose essentiellement d'énergies fossiles:
- pétrole et produits pétroliers:    850 TWh
- Gaz naturel:            370   " "
- Charbon:                  60   " "
Et d'un peu de renouvelables thermiques:
- EnRt:                150   " "
  ( Bois énergie, Biocarburants
    Biogaz)
            Total:        1 430 TWh
__________________

 

 


Analyser la consommation énergétique d'aujourd'hui, c'est bien, mais ce qui nous intéresse, c'est l'évolution de cette consommation d'ici 2 050, dans un peu plus d'une génération.
Pour faire des prévisions, nous ne disposons que d'une donnée à peu près fiable, c'est l'accroissement de la population.
De 1970 à 2010, la population française a cru selon un taux moyen de 0,6%/an. (De 52 Mhab à 66 Mhab).
Ce taux a tendance à décroître, on peut l'estimer à 0,5%/an pour les trente prochaines années, ce qui porterait la population à 78 Millions d'habitants en 2050, soit + 19%.
La tendance récente à l'accroissement des flux migratoires n'est pas de nature à faire baisser ce gradient démographique.
_________________

Pour le reste, personne ne connait  l'avenir des trois prochaines décennies. Toute prospective économique et/ou géopolitique est une œuvre de fiction, quelle que soit la réputation de son auteur.
Il faut donc s'aventurer sur des hypothèses conservatives, car le pire n'est jamais sûr.
L'hypothèse la plus simple, pour ne pas dire la plus simpliste, repose sur deux suppositions:
- La demande énergétique aura tendance à croître au rythme de l'accroissement de la population et de la demande de plus de confort.
- L'effet de l'augmentation de la population sera compensé par les gains d'efficacité énergétique.
D'ici à 2050, 19% d'accroissement de la demande seraient donc compensés par une augmentation de 19% de l'efficacité énergétique.
Ce qui nous conduit à adopter le principe d'une consommation stable pour l'énergie finale, soit toujours 1 900 TWh en 2050.
C'est une hypothèse qui en vaut une autre, elle ne prétend pas représenter la réalité, elle n'est qu'une base de réflexion.
________________

Mais au fait, Quelles sont les estimations officielles ?

La Loi de transition énergétique pour la croissance verte s'est traduite dans un PPE ( Programmation Pluriannuelle de l'Energie) qui fixe des objectifs pour 2018  et 2023, et prévoit une remise à jour tous les cinq ans.
L'hypothèse de départ, sur laquelle est bâti ce PPE, postule que la consommation finale d'énergie en 2050 sera inférieure de 50% à la consommation actuelle.
Soit 950 TWh au lieu de 1 900 TWh aujourd'hui.

[Extrait de
PPE/ Volet relatif à la MDE (Maîtrise de la Demande Energétique)

"Les orientations et actions en matière de maîtrise de la demande énergétique présentées ci-après sont cohérentes avec :
………
-les objectifs de réduction de la consommation finale d’énergie de 20% à l’horizon 2030 par rapport à 2012 et de 50% à l’horizon 2050 "………]
Fin de citation.

Cette projection, extraordinairement optimiste, a été validée malgré l'accroissement prévu de 19% de la population, la demande croissante de confort et d'équipement des ménages, et la probabilité d'une reprise économique qui augmenterait la demande d'énergie.

Bien sûr, une mise au régime aussi draconienne permet de présenter un plan de transition énergétique relativement facile à mettre en œuvre. Par contre il faudra nous expliquer comment s'y prendre pour l'appliquer.
________________

Quel que soit l'objectif quantitatif visé pour 2050, la France est Condamnée  à une quadruple peine:

- Mettre en œuvre un programme d'amélioration de l'efficacité énergétique dans tous les domaines, afin de maintenir la consommation à son niveau actuel, voire même la réduire drastiquement si elle doit être divisée par deux.

- Renoncer à l'électronucléaire, au profit de sources renouvelables.
( Ce n'est pas écrit dans le PPE, mais cela nous semble évident).

- Renoncer aux énergies fossiles également au profit des renouvelables.

- Ramener sur le territoire national une grande partie de la production d'énergie, aujourd'hui limitée à 14%.
En effet, on n'imagine pas une transition énergétique qui consisterait simplement à changer de fournisseurs pour remplacer les produits fossiles et le nucléaire par des produits soi-disant "verts" fabriqués ailleurs que chez nous !!!
_________________

Concernant la première peine, l'efficacité énergétique, elle peut être déclinée selon deux thèmes:
- Chasser le gaspi.
- Améliorer le rendement de transformation des applications.
Deux secteurs sont particulièrement visés.

- Le premier concerne les transports, qui consomment 560 TWh aujourd'hui, essentiellement en produits pétroliers utilisés dans des moteurs dont le rendement moyen de dépasse pas 25%.
Il "suffirait" d'électrifier tout çà pour retrouver un rendement de 80%, et donc d'économiser 330 TWh.
C'est vrai sur le papier, mais la réalité est un peu différente.
En effet, il faut la fabriquer cette électricité, la transporter, la stocker, ce qui ramène le rendement global au mieux à 60% , ce qui nous laisse une économie potentielle de 330 TWh tout de même.
Mais cela suppose d'électrifier tout ce qui roule, y compris les camions de 38 tonnes !
Et bien entendu d'augmenter la production d'électricité de la valeur nécessaire pour faire rouler tout le monde, et peut-être davantage car, en 2050, le nombre des véhicules aura augmenté.

- Le deuxième secteur est le résidentiel-tertiaire, principalement sous forme de chaleur pour la climatisation des bâtiments, et dans les utilisations de l'électricité dite "spécifique", le tout pour le montant respectable de 787 TWh en 2015.
Un travail efficace et continu sur d'une part l'efficacité thermique des bâtiments, et d'autre part sur l'amélioration des rendements des appareils électriques, laisse espérer une économie de 2 à 300 TWh.

Donc, en épargnant 200 TWh sur les transports, et 200 TWh sur le résidentiel-tertiaire, il serait possible de maintenir la consommation finale à 1 900 TWh en 2050.
Mais avec un effort considérable, qui implique des investissements très lourds dans les transports et le bâtiment.

Par contre l'objectif du PPE, diviser par deux la consommation en 2050, nous semble impossible à atteindre, nous n'avons pas découvert la recette.
Mais nous restons ouverts à toutes propositions…
________________

Concernant la seconde peine, le retrait du nucléaire, la situation est au point mort.
Il est bien question d'arrêter un réacteur, peut-être deux, mais seulement lorsque le prototype de la nouvelle série  (EPR) entrera en production.
Pour la stratégie globale de l'électronucléaire, c'est donc le silence radio.
Nous n'en dirons donc rien de plus.
Nous nous bornerons à rappeler que la réduction de la production électronucléaire ne pourrait être mise en œuvre que proportionnellement à la disponibilité d'une énergie électrique renouvelable de remplacement également produite chez nous.
En effet, nous ne pouvons pas compter sur les importations d'électricité, qui sont limitées par la capacité maximale des lignes d'échanges transfrontaliers, et surtout par le prix exorbitant du MWh acheté dans ces conditions.
Il faut ici rappeler que la puissance du parc nucléaire est nécessaire pour faire face aux pics de la demande. Il existe un projet (Smart Grid) de régulation de cette demande pour supprimer les pics, et ceci grâce au nouveau compteur Linky.
Lorsque cette application sera opérationnelle (vers 2025), il sera possible de reconsidérer la possibilité d'arrêter une dizaine de réacteurs.

____________________

La troisième peine, l'abandon des énergies fossiles, est elle aussi conditionnée par la disponibilité d'une énergie de remplacement.
Biogaz, Biocarburants, Hydrogène ?
___________________

Tout cela nous mène à la quatrième peine, le rapatriement de la production d'énergie.
A ce stade de la réflexion, nous devons introduire la notion d'indépendance énergétique.
Aujourd'hui nous dépendons des importations pour 86% de nos approvisionnements énergétiques:
- Tous les produits énergétiques fossiles (Charbon, Pétrole, Gaz naturel).
- La totalité du minerai d'Uranium, avec en plus les compromis politiques indispensables.
- Bois énergie et biocarburants, pour une faible part.
(Oui, nous avons beaucoup de bois, mais…).


Il est évident qu'avant d'établir un plan pluriannuel pour une transition énergétique, il faut d'abord décider si l'on continue à importer 86% de notre énergie, ou si l'on en profite pour acquérir un peu d'indépendance vis-à-vis de nos fournisseurs, tout en réduisant la dette publique.
Aujourd'hui nous ne connaissons pas la position du Gouvernement actuel, ni celle des candidats à la Présidence, qui sont davantage préoccupés par la bataille de boules puantes.
Pauvre France…
__________________

De ce bilan succinct, nous pouvons dresser un tableau des actions entreprises par les gouvernements successifs pour "booster" la transition énergétique dont on nous rebat les oreilles depuis dix ans, car enfin, c'est au pied du mur qu'on voit le maçon.

- La production d'énergie obtenue à partir de sources renouvelables, et dont l'exploitation est récente, en rapport avec la stratégie de lutte contre le CO2 fossile, s'élève à 5% de la consommation d'énergie finale.
Il s'agit d'un peu d'électricité électricité éolienne et solaire, et de Biogaz.
C'est évidemment mieux que rien, mais cela permet de mesurer l'ampleur de l'effort qu'il reste à fournir pour transformer l'essai en succès.

- Notre littoral est vanté pour son étendue et ses régimes de vents favorables à l'éolien offshore.
Pourtant, à ce jour, il n'existe encore aucune éolienne offshore sur notre plateau continental métropolitain, alors que la technologie existe depuis dix ans voire plus, et qu'elle est exploitée avec succès par nos voisins
Pourquoi ?

- Il est de notoriété publique que les énergies éoliennes et solaire ne peuvent être exploitées à grande échelle que si elles sont adossées à des installations de stockage d'énergie électrique.
Il n'existe, à ce jour, aucun projet de développement de telles installations en France.
Pourquoi ?

- L'électrification des transports est l'une des clés qui permettront à la fois de réduire notre consommation d'énergie, et de réduire les émissions de CO2.
Les véhicule électriques existent depuis plus de dix ans.
Or il n'existe encore aucune infrastructure de recharge des batteries digne de ce nom.
Pourquoi ?

- Le Gouvernement s'est engagé à réduire la part du nucléaire à 50% du mix électrique en 2025, mais s'apprête à mettre en service un nouveau type de réacteur destiné à remplacer ceux qui vont être arrêtés à cause de leur grand âge.
Que signifie cette manœuvre ?

Ces "anomalies", constatées dans un pays qui se déclare à la pointe de la transition énergétique, sont la preuve que cette transition n'est pas considérée en haut lieu comme très urgente, et qu'il y a lieu de "prendre son temps" et de voir venir.

Une attitude au demeurant compréhensible, au vu des difficultés de la chose énergétique verte:
- Aujourd'hui nous importons 86 % de notre énergie.
Pour les fossiles, il suffit de signer des chèques et les produits nous sont livrés, et utilisables sans grandes difficultés.
Pour l'Uranium c'est un peu plus compliqué, mais nos anciens ont fait le plus gros de l'effort, il suffit de continuer.
Alors, personne n'est pressé de casser un système qui fonctionne, pour le remplace par on ne sait trop quoi, avec des résultats douteux.

- L'éolien, on en a vite fait le tour.
Pour récolter assez d'énergie, il faut implanter des dizaines de milliers de machines qui défigurent le paysage et sont à l'origine de procès interminables.
Quant à l'offshore, n'en parlons même pas, il n'y a que des coups à prendre.

- Le solaire, avec un rendement de 15%, alors que l'on recherche l'efficacité énergétique, ce n'est pas le pied.
Et puis, cette histoire d'intermittence, on n'en sortira jamais.

- Les bornes de recharge des batteries de voitures électriques ?
C'est bon en ville, mais sur la route il faut des bornes de 300 KW dont EDF ne voudra jamais, et çà coûte un bras. De plus, les automobilistes ne voudront jamais payer le vrai prix de la recharge, on leur a tellement répété que c'était quasiment gratuit…On tourne en rond.

- La pile à combustible ?
Pas encore vraiment sortie des laboratoires. Et quels combustibles ?
De l'Hydrogène vert ? Fabriqué par qui ? Distribué par qui ? A quel prix ? Et avec quelle fiscalité ?

- les Biocarburants ?
Avec un pétrole à trois sous, il faudra subventionner les carburants verts, encore des subventions, qui les paiera ?

- Sortir du nucléaire ?
Une plaisanterie. Il faudrait 30 000 éoliennes de 5 MW pour produire la même quantité d'énergie.
Au prix du MW offshore, il y en aurait  pour 500 Milliards…Et pas assez de place pour planter les machines.

- Investir massivement dans les renouvelables ?
De la provocation, pour un Etat au bord de la faillite.
De toutes façons, "on" a expliqué aux usagers que les énergies renouvelables sont moins chères que les autres. Ils n'accepteront jamais de payer le surcoût de la transition.
De quoi décourager les investisseurs, qui désespèrent de pouvoir vendre leur énergie au prix convenable, dans un pays qui pratique un tarif d'électricité parmi les plus bas d'Europe.

Toutes ces remarques sont à peine exagérées, mais dans chacune il y a un fond de vérité.
Alors, le plus urgent n'est-il pas d'attendre ?
________________

Attendre, oui, mais en préparant le terrain.
Sans investir massivement dans une ou plusieurs technologies, le Gouvernement soutient tous les projets qui peuvent conduire à une acquisition de compétence industrielle pour être prêts, le moment venu, à engager les grands travaux.
Cela concerne les biocarburants de seconde et troisième générations, la filière Hydrogène (Projet GRHYD), la pile à combustible, le stockage d'Hydrogène par injection dans le réseau, les éoliennes offshore, etc.

La stratégie actuelle est surtout basée sur les économies d'énergie dans le secteur résidentiel-tertiaire; celui-ci est l'objet d'une campagne permanente en faveur des travaux de rénovation thermique et de modernisation des installations de chauffage, notamment l'utilisation de pompes à chaleur.
A raison de 500 000 rénovations par an, il faudrait quarante ans pour traiter les vingt millions de bâtiments concernés.

Ce qui devrait laisser le temps de construire quelques fermes solaires et quelques parcs éoliens offshore…Et peut-être de prendre une décision au sujet du nucléaire.

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3 mars 2017 5 03 /03 /mars /2017 11:08

Les sources du climato scepticisme.

3 Mars 2017
Le changement climatique est aujourd’hui élevé au rang de menace essentielle pesant non pas sur la Planète, qui en a vu d’autres, mais sur l’Humanité.
Très au-dessus de l’explosion démographique, de la montée des extrémismes, de la confiscation des richesses par une minorité, du saccage de l’environnement, du pillage des ressources non renouvelables, de la faim dans le monde, et de bien d’autres malédictions qui mériteraient chacune des actions immédiates, la lutte contre le réchauffement a pris le pas sur tout le reste, elle sous-tend désormais toutes les stratégies de développement économique, et de fait devient un sujet Politique majeur.
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D’abord focalisée sur le réchauffement de l’Atmosphère, la menace s’est étendue au changement climatique en général, incluant l’aggravation du nombre et de l’importance des évènements météorologiques destructeurs, l’extension de la désertification, la fonte des glaces polaires et des glaciers continentaux, l’élévation du niveau des océans, la diminution des ressources en eau douce, et tous autres évènements en rapport avec l’augmentation de l’énergie interne du système thermodynamique atmosphérique et océanique.
(A trop se concentrer sur l'énergie interne microscopique, on en avait un peu sous-estimé l'énergie interne macroscopique).
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Par consensus entre les membres du GIEC, la cause de ce changement climatique a été attribuée pour le principal aux activités humaines, et en particulier aux émissions anthropiques de Gaz à effet de serre liées à l’emploi des énergies fossiles, en tête desquelles a été placé le CO2.
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Selon Larousse:
"Consensus:   Procédure qui consiste à dégager un accord sans procéder à un vote formel, ce qui évite de faire apparaître les objections et les abstentions"
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La procédure du consensus fragilise la position du GIEC, puisqu'elle exclut par définition tout avis différent qui serait émis par une partie non membre du GIEC, fut-elle composée de scientifiques reconnus.
Il ne s’agit donc pas d’un résultat obtenu à la suite d’une approche  scientifique qui, par définition, doit prendre en compte toute réfutation argumentée, d’où qu’elle vienne.
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Un des critères de l’approche scientifique est l’obligation de vérifier une théorie avant de la valider.
Jusqu’à sa validation, une théorie n’est qu’une conjecture.
En mathématiques, une conjecture est validée par une démonstration.
En sciences physiques, une conjecture est validée par la vérification de son caractère opérationnel le plus large possible.
Le caractère opérationnel d’une conjecture sur l’évolution du climat est invérifiable, par définition.
Personne n’a encore trouvé le moyen de se projeter dans l’avenir pour ce genre d’exercice.
Scientifiquement parlant, les prévisions climatiques du GIEC ne sont donc que des conjectures, et elles le resteront par définition.
Les conjectures sont la base de toute recherche scientifique, à condition toutefois qu’elles ne soient pas érigées en dogme, qui exclut par définition toute réfutation.
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Lorsque ces conjectures, impossible à valider par définition, doivent servir de base à la réorganisation mondiale du secteur énergétique, il est normal d’exiger qu’elles soient établies avec la plus grande rigueur possible, et en tenant compte de tous les éléments susceptibles d’y contribuer, sans en excepter un seul.
Ce sont précisément ces deux points qui prêtent le flanc à la critique de la conjecture climatique soutenue par le GIEC.
Cette « présumée faiblesse »  n’a pas manqué d’ouvrir la voie à un courant de pensée qui exige une ouverture beaucoup plus large à la concertation, incluant la prise en compte d’arguments réfutant une partie des thèses officielles, pour autant que ces arguments soient étayés par des éléments scientifiquement analysables.
Il s’agirait d’éviter que la conjecture du GIEC ne devienne un dogme, ce qui ne rendrait service à personne.

Il ne nous appartient évidemment pas de porter un jugement sur ces débats, nous voulons simplement rappeler l’origine de la controverse.
Au risque de l'excommunication majeure, mais sans prendre parti, nous tentons ici de faire une sorte d'état des lieux de la bataille qui oppose l'orthodoxie du changement climatique aux divers mouvements contestataires qui rechignent à accepter la conjecture pour un dogme.
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Pour désigner le courant de pensée qui conteste le caractère d’infaillibilité autoproclamée du GIEC, le terme de « climato scepticisme » est couramment employé.
Ce terme, au demeurant réducteur, fait volontairement ou non l’amalgame entre plusieurs courants très différents, tous mis dans le même sac et qualifiés de négationnistes, donc indignes de la moindre considération.
Ce « tuez-les tous, Dieu reconnaîtra les siens » , coutumier du monde politique, n’est pas le comportement habituel de la communauté scientifique, au sein de laquelle le principe d’ouverture à la critique est considéré comme facteur de progrès, et même moteur de la recherche.
Le schisme revêt plusieurs aspects:

Certains scientifiques, tout en prenant acte du réel changement climatique, quelles qu’en soient les causes, considèrent que le processus ayant conduit au consensus du GIEC comporte un certain nombre de biais:
- Les paramètres susceptibles d’influencer les variations climatiques n’ont pas tous été pris en compte, soit parce qu’ils ne sont pas encore tous identifiés (La science progresse chaque jour), soit parce que le rôle de certains d’entre eux a été minimisé, ou exagéré,  pour des raisons discutables.
- Les modèles informatiques ayant conduit aux résultats objets du consensus, intègrent des valeurs de paramètres initiaux et des interactions entre ces paramètres, dont les choix sont perfectibles.
- Il existe, de l’aveu même du GIEC, beaucoup d’incertitudes et d’inconnues, qui peuvent conduire à des écarts considérables sur des durées à l’échelle du siècle.

Pour toutes ces raisons, et quelques autres, ces « contestataires » estiment que le consensus actuel porte sur des prévisions fragiles, et qu’il serait raisonnable d’en prendre acte, et de les réactualiser périodiquement en intégrant les progrès réalisés par les chercheurs des différentes disciplines, et en fonction des résultats constatés sur le terrain, même s’ils ne sont pas issus des groupes de recherche « inféodés » au GIEC.

D’autres « contestataires » soutiennent l’idée que la mise en œuvre de mesures draconiennes pour réduire les émissions anthropiques de GES, et notamment la réduction drastique de l’usage des énergies fossiles à travers une lourde taxe Carbone, aurait des conséquences humanitaires pires que celles qui découleraient d’une augmentation de température de deux ou trois degrés, notamment un regain d’intérêt pour l’électronucléaire et un frein au développement des pays du Sud, privés d’énergie.

Un autre groupe met en avant les avantages possibles résultant d’une augmentation modérée de la température, tout en insistant sur la nécessité de gérer cette augmentation dans les régions susceptibles d’en souffrir.

Il faut noter qu’aucun de ces groupes ne conteste le changement climatique, lequel est d’ailleurs visible à l’œil nu, pas plus qu’ils ne remettent en cause la nécessité de préparer le remplacement des énergies fossiles.
Le terme « sceptiques » est donc inapproprié à leur égard.

Par contre, d’autres groupes sont sous-tendus par des motivations moins avouables, pour justifier de traîner les pieds dans la lutte contre les émissions anthropiques de GES, notamment pour défendre certains intérêts, ou par résignation sur l’air de « de toutes façons, quoi qu’on fasse, on consommera les énergies fossiles jusqu’à complet épuisement », ou encore « les énergies renouvelables ne suffiront jamais à satisfaire nos appétits, c’est un combat perdu d’avance », etc.
Ces attitudes négatives, souvent intéressées, doivent effectivement être combattues. Mais elles ne doivent pas servir de prétexte pour tenter de justifier le combat contre toutes les tentatives d’ouverture à une réflexion légitime qui s’écarterait un tant soit peu de la doxa .
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Toutes ces réticences cumulées, justifiées ou pas, chacun appréciera par lui-même, finissent par constituer un mouvement qui peut contrarier la dynamique que le GIEC tente d’entretenir autour de ses prescriptions environnementales, entérinées à l’occasion des COP annuelles.
On peut ne pas adhérer à l’un de ces courants de pensée libre, lui être même fortement opposé, mais il n’est pas possible de les éradiquer, sauf à utiliser des méthodes qui relèvent d’un autre âge, même si hélas elles sont encore pratiquées ici et là dans certains pays, comme on a pu le voir ces jours derniers.
L’opprobre, la dérision, la dévalorisation, la censure, ont été impuissantes à faire disparaître cette pensée parallèle.  
On constate, ici et là, que ce mouvement a gagné une partie de la classe politique, et qu’il peut s’exprimer, sinon directement (Quoique), du moins par le zèle déployé ou pas, dans la conduite de la politique énergétique de certains gouvernements.
On peut le déplorer, mais c’est un fait dont on ne peut pas ne pas tenir compte.
Les récents évènements des USA sont une caricature de cette influence, mais elle est présente en d’autres lieux, sous une forme plus discrète, sans pour autant être moins efficace.
___________

L’un des mérites du GIEC est d’avoir montré que la plupart des activités humaines, sinon toutes, ont une influence, bonne ou mauvaise, sur le climat de la planète.
Edicter des règles pour contrôler l’évolution du climat revient donc à édicter des règles pour gérer la Planète, ni plus ni moins.
( Production et utilisation de l’énergie, gestion de l’environnement, lutte contre la pollution, la déforestation, les cultures, la surpopulation ?).

Ce nouveau rôle, dont le GIEC se trouve investi, malgré lui ou en toute connaissance de causes, n’est pas du goût de tout le monde.
Peu de pays sont prêts à accepter un quasi gouvernement mondial qui serait exercé par un organisme dont ce n’est pas la mission première,   dont la compétence est autoproclamée, et dont les décisions ont valeur de dogme, car c’est bien de cela qu’il s’agit.
Cette situation ambigüe ne peut que nourrir le doute et renforcer l’attentisme.
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En construisant un monde de progrès technologique fondé sur les énergies fossiles, l'Homme a construit lui-même le piège dans lequel il est tombé.
Une première tentative d'échapper à ce piège fut le développement de l'électronucléaire, qui s'est révélé n'être qu'un autre piège, peut-être pire que le premier, et dont nous devrons également sortir un jour ou l'autre.

Prisonnière de ces deux addictions, notre civilisation dite "développée", a le choix entre la cure de désintoxication, ou la sortie par encore plus de technologie.
Encore plus de technologie, c'est par exemple la fusion nucléaire, sur laquelle certains fondent de grands espoirs, ou encore l'Hydrogène naturel, plus "soft" mais toujours hypothétique.
La cure de désintoxication, c'est la conversion aux énergies renouvelables, en ayant conscience qu'elles ne pourront pas satisfaire nos appétits démesurés d'énergie, et qu'il faudra apprendre à nous serrer la ceinture.
Le GIEC nous a montré la nocivité de nos mauvaises habitudes, mais ce n'est pas lui qui nous indiquera la meilleure façon d'en sortir.
La Politique et la Science n'ont jamais fait bon ménage…

Saurons-nous prouver le contraire ?
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28 février 2017 2 28 /02 /février /2017 15:17

Véhicules électriques, une histoire de bornes de recharge.

28 Février 2017
Le Graphène va donc sauver la voiture électrique.
Ce produit miracle est censé décupler la capacité des batteries, tout en augmentant leur fiabilité et leur longévité, et en réduisant leur coût.
Fini donc la course à l'échalote à qui aura la plus grosse, désormais même une bicyclette pourra afficher l'autonomie d'une Zoe.
Un "réservoir" de 200 KWh pour un poids de 250 Kg permettra une autonomie de plus de 800 Km, Saint Graal enfin atteint qui mettra le VE à égalité avec son homologue à pétrole.
Des démonstrateurs sont annoncés pour 2018, voire même avant, dans les salons.
Nous n'avons personnellement aucune raison de douter de cet extraordinaire progrès, au vu des sommes considérables investies dans les recherches sur le Graphène, et compte tenu de l'attente des marchés pour un tel progrès des batteries, surtout dans la téléphonie mobile, plus accessible à une nouvelle techno.
(On a pu le vérifier à l'occasion de l'épisode des batteries explosives de certains mobiles, qui n'a pas affecté l'enthousiasme des clients. On imagine ce qui ce serait passé si l'affaire avait concerné des batterie de voitures…).
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Mais l'autonomie n'est pas tout.
L'égalité avec les véhicules à pétrole doit inclure également l'égalité dans les facilités de ravitaillement en carburant, ici en électricité.
A quoi servirait une grande autonomie s'il faut perdre des heures pour refaire le plein à une borne poussive ?
Si une batterie de 200 KWh confère une autonomie de plus de 800 Km, la recharge en 15 minutes devient par contre un objectif  de plus en plus difficile à atteindre.
La France a décidé de se doter d'une infrastructure autoroutière de recharge "rapide" de batteries pour VE, afin de leur ouvrir des possibilités routières.
Le cahier des charges prévoit des points de charge d'une puissance de 43 et 50 KW selon le type ( DC ou AC).
De telles bornes ne peuvent délivrer qu'une charge de 10 à 12 KWh en 15 minutes, ce qui est évidemment sans intérêt pour faire un grand parcours, puisqu'il faudrait s'arrêter tous les 60 Km pour "reprendre" 12 KWh.
(Bonjour la queue aux pompes).
Même 30 minutes au lieu de 15 seraient insuffisantes.
Imagine-t-on une autoroute où les stations services ne délivreraient que 10 litres d'essence à la  fois, et en trente minutes ?
Avec ces bornes de 50 KW, l'autonomie de la voiture électrique sera plafonnée à quelques dizaines de Km par la puissance de la borne de charge et le temps de charge autorisé (selon l'affluence).
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Une autonomie théorique de plus de 800 Km ne serait donc raisonnablement exploitable qu'à la condition d'avoir des bornes de charge suffisamment puissantes, capables de délivrer au moins 100 KWh en 20 minutes environ, ce qui requiert une puissance de 300 KW.
C'est l'objectif du projet européen "Ultra e" , soutenu par un consortium européen qui prévoit d'équiper l'axe Autriche-Allemagne-Belgique-Pays bas de bornes d'une puissance max de 350 KW, pour accueillir les futurs véhicules électriques équipés de batteries de forte capacité ( Véhicules particuliers, mais aussi cars et camions, qui commencent à s'y mettre).
Face à cette surenchère européenne, on ne voit toujours pas très bien à quoi pourront servir nos pauvres bornes de 50 KW (Ou même 43 KW AC) sur autoroute.
Par contre elles sont très attendues en ville, où elles seront plus utiles…
Il est stupide d'imaginer que des usagers vont prendre des autoroutes en sachant qu'ils devront s'arrêter tous les 60 Km pour récupérer une dizaine de KWh!
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Le véhicule électrique, c'est comme les poupées russes, un problème en cache toujours un autre.
Aujourd'hui toutes les voitures à essence ont une autonomie de l'ordre de 800 Km, parfois plus. Le coût du récipient qui contient le carburant est dérisoire, il est le même pratiquement pour 40 ou pour 80 Litres.
Il n'en va pas de même sur une voiture électrique.
Le coût du "réservoir" (La batterie et ses accessoires) est directement proportionnel à la capacité de ce réservoir, et c'est un coût très important qui représente une part significative du coût du véhicule.
D'autre part le poids de cette batterie pénalise les performances et la consommation, puisqu'il représente un surpoids équivalent à trois adultes, voire même quatre pour les grosses capacités.
Or l'usager qui désire pouvoir effectuer quelques rares déplacements sur autoroute devra acquérir un véhicule équipé d'une batterie de capacité importante, donc très onéreuse, et très pesante, même si la plupart de ses déplacements habituels ne dépassent 50 Km.
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Pour les déplacements journaliers, une batterie de 20 KWh suffit amplement, que l'on recharge le soir à la maison, mais il faut une capacité quatre à cinq fois plus importante pour les parcours autoroutiers de plusieurs centaines de Km.
Un nouveau modèle économique est donc à inventer pour concilier ces besoins très différents, sans contraindre l'usager à acheter une grosse routière à 40 000 pour aller au bureau ou accompagner les enfants à l'école.
Peu d'usagers auront les moyens d'acheter deux VE, l'un pour les usages journaliers, et l'autre de forte puissance avec une grosse batterie pour fréquenter les autoroutes.
On pense alors évidemment à la voiture hybride.
Mais alors, à quoi serviront les batteries de 150 KWh puisque l'hybride permet de rouler sur autoroute avec un moteur flex fuel  ?
A faire la promotion des biocarburants ?
Et tant qu'on y est, pourquoi ne pas rouler au Bio GNC et oublier complètement l'électrique ?
(Rappelons que les véhicules au GNC ne sont pas touchés par les restrictions de circulation et sont autorisés à stationner dans les parkings souterrains, ne pas confondre GPL et GNC).
Autant les batteries de très forte capacité ( Plus de 150 KWh) seront indispensables pour les cars et les camions électriques, autant leur usage dans les voitures particulières sera moins évident, à cause de leur coût difficilement justifiable lorsque 80% des parcours ne dépassent pas 50 Km.
L'usager qui désire investir dans une auto lui permettant d'échapper à la chasse à la vignette aura bien du mal à faire son choix.
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Cette course à l'échalote entre la capacité des batteries et la puissance des bornes de recharge risque fort de trouver ses limites dans les capacités du réseau à fournir de telles puissances à un grand nombre de véhicules simultanément.
Aujourd'hui, il s'agit de fournir à quelques "happy few" les moyens de recharger les batteries de leurs berlines de luxe, encore très minoritaires sur les autoroutes. Il  n'y a donc aucun problème.
Mais l'objectif du plan pour l'électro mobilité est l'électrification quasi-totale du parc de véhicules particuliers, et d'un grand nombre de camions et de cars.
Avec l'augmentation considérable de la puissance des bornes de charge, le problème change de dimensions.
Pour éviter de déséquilibrer le réseau de distribution électrique, les stations de charge devront être adossées à des installations de stockage tampon dimensionnées en fonction du débit de ces stations.
Certaines d'entre elles devront même fabriquer une partie de leur électricité sur place grâce à des panneaux solaires ou des éoliennes.

L'ampleur de ces investissements sera à mettre en balance avec d'autres solutions de mobilité comme la voiture hybride, la pile à combustible, ou le Biogaz.

De quoi regretter la simplicité des carburants pétroliers…
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23 février 2017 4 23 /02 /février /2017 10:40


 

23 Février 2017

En Mai 2012*, cinq ans déjà, nous nous interrogions sur les raisons du peu d’enthousiasme des usagers pour les nouvelles voitures électriques.
Nouvelles, car c’est la troisième fois en cinquante ans que l’on nous refait le « coup » de la voiture électrique à batterie.
* 27 Mai 2012, «  Voiture électrique cherche marché désespérément. »
Nous ne reviendrons pas sur cette saga, que les moins de vingt ans ne peuvent pas connaître, et qui d’ailleurs ne les intéresse pas.
Cette fois c’est juré, c’est la bonne. C’est du moins le discours officiel qui présente cette nouvelle version comme LE remède au changement climatique.
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Avant d’aller plus loin, nous devons préciser que la voiture électrique dont nous parlons ici est le VE, dont la seule source d’énergie est une batterie.
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Déjà en 2012 on pouvait identifier quelques uns des motifs de méfiance des futurs acheteurs:
- C’est pas au point, çà évolue tout le temps.
- C’est nouveau, donc il y a forcément des plâtres à essuyer.
- L’ancien système (Essence et diesel) fonctionne, je ne vois pas pourquoi j’en changerais.
- C’est compliqué et bourré d’électronique, et les batteries ne sont pas au point.
- C’est beaucoup trop cher, même avec le bonus.
- Il faut recharger une batterie, et cela prend des heures.
- L’autonomie est ridicule.
- Les performances sont lamentables.
- Je ne pourrait pas recharger ma batterie sur la route.
- A la revente j’y perdrais beaucoup.
- Etc…
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Nous nous posions alors la question de savoir quelles circonstances nouvelles pourraient faire évoluer cette situation:
- L’accroissement de l’autonomie des VE grâce à une batterie révolutionnaire.
- Idem pour leurs performances routières.
- Une hausse drastique du prix des carburants pétroliers.
- Le prix de l’électricité durablement bas.
- Nouvelle règlementation interdisant les centres villes aux véhicules émettant plus de 50 g de CO2 au km ( Coucou la pastille verte).
- Instauration d’une taxe carbone dissuasive.
- Déploiement d’une infrastructure publique de recharge rapide des batteries.
- Un éventuel rationnement des carburants.
- Une relative stabilité de la technologie.
- Une baisse significative du prix des VE.
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Aujourd’hui, cinq ans plus tard tout de même, moins de trois voitures sur mille sont électriques, et cela malgré les avantages mis en avant par les constructeurs, et les aides de l’Etat:
- Aucune émission de CO2, de NOx, ou de nanoparticules.
- Bonus à l’achat considérable.
- Le plein pour trois fois rien.
- Entretien nul.
Avantages réels, faut-il le préciser.
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Que s’est-il donc passé pour expliquer ce qu’il faut bien appeler un désintérêt de la clientèle ?
Voyons comment le contexte a évolué en cinq ans.

La nouveauté demeure permanente et, même si la fiabilité est démontrée, l’évolution constante de la technologie des batteries entraîne un renouvellement fulgurant des modèles; les standards de prises de raccordement et les modes de charge sont une jungle incompréhensible pour l’utilisateur. Il faut lire un tableau à double entrée pour savoir quelle prise correspond à quelle borne et à quel type de charge.
- Au lieu de baisser, comme tout produit après la phase d’apprentissage, le prix des VE est tiré vers le haut par l’augmentation de capacité des batteries, au demeurant justifiée, sans que l’on sache où s’arrêtera cette course à l’échalote.
- La recharge des batteries reste le problème, qui s’aggrave à mesure que leurs capacités s’accroissent.
Parti de 15 KWh à ses débuts, la capacité est passé à 30 KWh; on parle de 60 KWh pour 2018, et certains flirtent déjà avec les 100 KWh.
Les infrastructures de charge ne sont pas conçues pour suivre une telle surenchère.
Le VE est toujours un ORNI, Objet Roulant Non Identifié.
Il cherche toujours sa voie entre le pot de yaourt et le char d’assaut. Le moindre modèle « milieu de gamme » est plombé par la surcharge de la batterie, équivalente au poids de trois adultes dans le meilleur des cas.
La course à l’échalote pour l’autonomie induit des modifications permanentes des modèles et de leurs performances, frappant d’obsolescence prématurée des voitures de trois ans.
Le réseau public de charge des batteries reste embryonnaire, et peine à suivre les besoins des nouvelles batteries.
L’autonomie réelle demeure très inférieure à celle de n’importe quel modèle thermique, en sorte qu’un déplacement de plus de cinquante kilomètres devient une aventure, et qu’il faut être kamikaze pour s’engager sur une autoroute.
L’incertitude sur la durée de vie des batteries, dont le coût est stratosphérique, plombe de marché de la revente.
Le prix des carburants pétroliers demeure  acceptable, les hausses annoncées ne se produisent pas.
Si le coût de l’électricité au domicile reste sous contrôle, il n’en est pas de même sur la route où une charge rapide peut coûter un bras.
Les prix qui seront pratiqués dans le futur sur ces bornes publiques ne sont évidemment pas encadrés par le Gouvernement, comme l’est le tarif réglementé à domicile, ce qui n’est pas pour rassurer un futur acheteur.
En effet les gestionnaires de stations de recharge ne sont pas des marchands d’électricité, mais des sociétés de service.
Enfin, au moins jusqu’au 1er Avril 2017, il n’existe aucune réglementation justifiant l’abandon d’un véhicule thermique, fut-il diesel, au profit d’un VE.
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Les problèmes identifiés en 2012 n’ont donc pas vraiment trouvé de solution en 2017.
Le VE à batterie a-t-il rencontré ses limites ?
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Si l’on examine le problème de façon dépassionnée, il apparaît que le problème de fond est toujours la batterie.
Aujourd’hui, l’autonomie du véhicule reste limitée par le poids de la batterie et son prix.
Les meilleures technologies, qui associent à la batterie un super condensateur, ne peuvent descendre en-dessous de 4 à 500 Kg pour une capacité de plus de 100 KWh, qui serait nécessaire pour commencer à égaler l’autonomie des véhicules thermiques.
Le prix prohibitif de cette solution n’est pas compatible avec le marché visé, qui est celui de la voiture moyenne.
Et de plus, le surpoids énorme plomberait les performances, ce qui entraînerait la nécessité d’un moteur surpuissant, donc consommant davantage.
On assisterait alors à une course entre la capacité de la batterie et la puissance du moteur !!
Même en supposant une amélioration significative de la capacité énergétique spécifique des batteries, qui rendrait possible le montage d’une batterie de 100 KWh dans une voiture moyenne, il subsisterait le problème de la puissance des bornes de chargement rapide.
Le projet actuel de bornes de 50 KW est déjà largement obsolète, nos voisins envisagent des bornes de 350 KW.
Une généralisation de ce type de batteries et de bornes entraînerait une surcharge du réseau inacceptable.
Mais alors, c’est l’impasse ?
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Non, car Père Noël est arrivé !
Il transporte dans sa hotte magique un nouveau type de batterie révolutionnaire, c’est la batterie au Graphène.
Le Graphène, c’est du Carbone dont les atomes sont disposés de manière à conférer au matériau des propriétés extraordinaires qui en font, selon les experts, le produit du XXIè siècle ni plus ni moins.
Utilisé dans les batteries, il permet paraît-il de multiplier par dix la capacité énergétique spécifique, de réduire l’échauffement, de pratiquer la recharge ultra-rapide (100 C), d’augmenter la durée de vie, et d’apporter bien d’autres avantages, dont le moindre n’est pas le prix.
Evidement disent les sceptiques, tant de qualités revendiquées inspirent la méfiance, encore un produit miracle qui s’effondrera au contact des dures réalités du cahier des charges automobile.
Ne portons pas de jugement avant d’avoir vu ces nouvelles batteries à l’œuvre, elles sont annoncées pour 2020.
Affaire à suivre.
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