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29 mars 2013 5 29 /03 /mars /2013 10:35

 

29 Mars 2013

L’expérience de ces dernières années a montré qu’il n’est pas aisé d’amener les clients à abandonner le concept classique à moteur thermique pour une solution nouvelle à propulsion uniquement électrique.

Les raisons de cette réticence sont multiples:

D’abord une méfiance bien normale à l’égard d’une technologie entièrement nouvelle, qui doit faire ses preuves.

Ensuite une autonomie notoirement insuffisante, voire pénalisante, liée à la nécessité de limiter le poids des batteries.

De plus cette autonomie, constatée dans la pratique, n’atteint que le tiers ou la moitié de la valeur annoncée dans les catalogues ( norme NEDC), car la consommation est très fortement dépendante du mode de conduite, du chargement du véhicule et du profil du trajet. En sorte que le conducteur ne peut pas anticiper la panne sèche, sauf à se livrer à des calculs compliqués.

A cela il faut ajouter la corvée du rechargement, qui est journalier pour l’utilisateur intensif. Il devient très problématique de s’éloigner de son domicile de plus de 80 km car on n’est pas sûr de pouvoir revenir le même jour !

Puis il y a la consommation d’électricité, près de 4 MWh par an pour 20000 km, pratiquement les besoins totaux d’un logement moyen conforme à la RT2012 !

Et en plus une grande part d’inconnu sur la valeur à la revente et le prix de l’énergie électrique dans le cadre de la nouvelle loi sur l’énergie.

Pour toutes ces raisons beaucoup de constructeurs se sont rangés à la solution du compromis de la voiture hybride, un moteur thermique assisté d’un moteur électrique, solution qui permet d’échapper à tous les inconvénients ci-dessus.

Avec la ZE, Renault a choisi au contraire de rester dans le tout électrique, donc d’assumer les inconvénients cités, et même d’en rajouter puisque la voiture nécessite un système spécial de rechargement, les bornes classiques 16 ou 20A/ 230V domestiques ne sont pas utilisables !

Au prix du véhicule ( artificiellement réduit grâce à une incitation fiscale de 7000 euros !!) il faut ajouter la location de batterie, à négocier lors du passage de la commande. Compter une centaine d’euros par mois pour un contrat sur cinq ans et 20 000 km/an, ce qui correspond sensiblement au coût du carburant pour un véhicule classique Diesel consommant 4 L/100.

Et il faut bien sûr payer en plus l’électricité pour les recharges, à un prix du KWh qui est attractif aujourd’hui mais qui demain pourrait bien faire l’objet d’une tarification particulière affectée notamment par la TICPE.

Par ailleurs il faut noter que l’incitation fiscale annoncée atteint 30% du prix catalogue, ce qui représente 0,7 Milliard d’euros pour 100 000 véhicules !

On peut se demander à quoi correspond un tel modèle économique dans un environnement concurrentiel, et qui paiera la note en cas de succès du modèle ?

De l’aveu même de Renault, ce modèle est strictement une voiture de ville, mais qu’est-ce qu’une voiture de ville ?

Rappelons qu’en 2012 Renault a vendu en France 295 exemplaires de la Fluence électrique et 48 ZOE !

Il s’est vendu en 2012 près de 28 000 voitures hybrides, pour 5 700 tout électrique.

Un marché encore quasiment confidentiel sur lequel il est impossible de tirer des conclusions. A revoir dans cinq ans, en fonction de l’évolution de la règlementation anti-CO2, de la mise en œuvre des ZAPA, et de la nouvelle loi sur la tarification progressive des énergies de réseaux.

 

 

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8 février 2013 5 08 /02 /février /2013 18:06

 

8 Février 2013

Il faut donc en prendre son parti, la batterie idéale qui va enfin faire de la voiture électrique une réalité, ce n’est pas encore pour cette fois.

Certes, la version Lithium-ion est un progrès puisque la densité énergétique est passée de 30 Wh/kg pour les vieux accus au plomb à environ 100 Wh/kg pour les versions Li-ion industrielles fiabilisées.

( Au prix d’un accroissement considérable du coût, et d’une fiabilité qui reste à démontrer).

Mais, pour emporter l’équivalent énergétique d’un réservoir de 70 litres de super, il faut quand même une batterie de plus de deux tonnes !!

Et un temps de recharge indécent.

Ce handicap colossal montre que nous sommes encore très loin de l’objectif.

Le poids maximum de batterie ne peut guère dépasser 250 kg sur un véhicule léger, ce qui correspond au poids de trois personnes corpulentes.

Malgré cette surcharge permanente la réserve d’énergie ne dépasse pas une vingtaine de KWh, ce qui permet une autonomie de l’ordre de 130 kms ( sans chauffage et avec douceur).

On a pu croire un moment que ce problème serait aisément surmonté par la généralisation de bornes de rechargement. Mais il est vite apparu qu’un tel réseau représente un investissement énorme qui ne peut être justifié que par l’existence d’un marché, le classique problème de la poule et de l’œuf. De plus, les temps de rechargement restent dissuasifs, même en mode charge rapide.

Il a donc bien fallu admettre que la généralisation de la voiture électrique ne sera possible qu’avec l’adjonction d’une moteur auxiliaire pour recharger la batterie et/ou entraîner directement les roues lorsque la batterie est à plat.

Ce moteur auxiliaire ne peut évidemment pas être autre chose qu’un moteur thermique.

A partir de ce postulat, plusieurs configurations sont proposées par les constructeurs, qu’il serait fastidieux de passer en revue ( les magazines Auto en font de bonnes présentations).

Le dernier avatar de cette espèce hybride ( pour ne pas dire « chimère ») est le « prolongateur d’autonomie » encore appelé « range extender ».

Un moteur thermique, relativement modeste, qui n’a pour seul rôle que de recharger la batterie.

Mon grand père appelait cela un groupe électrogène.

Le machin est placé (dissimulé) dans le coffre où il fonctionne à régime constant avec un rendement optimisé pour réduire la consommation.

Il n’entraîne pas directement les roues, contrairement aux autres configurations batterie + moteur thermique; on fait donc l’économie d’une mécanique de couplage compliquée et onéreuse.

Le principe étant de remettre dans la batterie l’énergie qui a été consommée pour la propulsion, il est facile de calculer la consommation de ce « petit » moteur dont le rendement ne dépassera pas 30%.

Pour fournir par exemple 10 KWh, il faudra consommer 3 litres de super.

Le temps nécessaire pour délivrer ces 10 Kwh dépendra de la puissance du moteur qui entraîne le petit alternateur. Chez BMW on parle de 30 à 40 CV , mais plusieurs options sont possibles.

Pour les usagers qui se sentent capables de gérer la recharge de leur batterie en fonction de l’usage du véhicule, et dont les trajets ne dépassent pas 60 à 80 kms, le groupe électrogène de secours est inutile, d’ailleurs il est en option ( chez BMW).

Les autres choisiront l’option groupe de secours, qui leur permettra de retrouver une autonomie de quelques centaines de kms en évitant l’angoisse de la panne sèche à une heure du matin, mais avec des performances modestes limitées par la puissance du groupe.

Cette configuration correspond à une conception nouvelle de l’automobile, qui est perçue en dehors de toute recherche de performance sportive et de déplacements très longues distances.

C’est évidemment un concept qui mettra des années à entrer dans les mœurs, et qui pour le moment ne s’adresse qu’à une clientèle de convaincus, adeptes inconditionnels de la voiture verte.

Ce n’est pas un véhicule zéro CO2, c’est un compromis entre le tout électrique sans réserve de marche et le monstre à bi-motorisation qui n’a d’électrique que le nom.

Mais la vie n’est-elle pas faite de compromis ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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6 février 2013 3 06 /02 /février /2013 10:33

 

 

6 Février 2013

 

Nous avons vu ( voir article du 3 Février) que la règlementation thermique du bâtiment RT 2012 impose des critères de sobriété énergétique tels que l’usage de l’électricité pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire est pratiquement interdit dans les logements neufs, et très lourdement taxé dans l’ancien.

 

Ce choix de mettre un coup d’arrêt à la croissance de la consommation électrique dans le résidentiel tertiaire répond à une logique qu’il ne nous appartient pas de discuter.

 

Tout au plus pourrait-on s’étonner d’une stratégie dont le résultat le plus immédiat consiste à faire la promotion du gaz, alors que l’avenir est aux énergies renouvelables décarbonées, tout au moins selon les déclarations officielles.

 

Père Ubu rodait-il dans les couloirs lors de la rédaction des textes ?

 

Mais là n’est pas notre principale préoccupation.

 

La promotion de la voiture électrique bat son plein, rouler au Coulomb plutôt qu’au gasoil ou au super est quasiment un devoir civique.

 

Il n’a échappé à personne que la voiture électrique consomme(ra) de l’électricité.

 

Ce qui ne saute pas aux yeux, c’est qu’elle en consommera beaucoup.

 

Une batterie de 22 kWh contient une énergie équivalente à celle contenue dans 2,2 litres de super.

 

Les moteurs thermiques ont des rendements assez minables, de l’ordre de 30%, alors qu’une propulsion électrique atteint 80%.

 

On peut donc estimer que notre batterie fournira l’équivalent de 6 à 7 litres de super.

 

Avec cette quantité de carburant, une voiture moyenne classique parcourt une centaine de kilomètres.

 

Avec une batterie de 22 kWh, elle pourra donc en parcourir un peu plus compte tenu de la récupération de l’énergie au freinage, soit environ 130 kms ( c‘est le chiffre annoncé par BMW pour sa nouvelle électrique).

 

L’usager habitant en grande couronne ( loyers obligent) et heureux possesseur d’une voiture électrique, devra donc chaque jour recharger sa batterie d’un montant d’une bonne dizaine de kWh, et plus en week-end.

 

Ce qui représente, bon an mal an, environ 3,5 MWh .

 

C’est exactement le montant toléré par la RT 2012 pour un logement de 70 m2 consommant 50 kWh/m2/an.

 

L’usager consommera autant d’électricité pour charger sa voiture que pour chauffer son logement !!!

 

Ce conflit entre l’exigence de sobriété électrique pour le logement, et l’incitation à pomper du courant pour la voiture, ne choque apparemment personne.

 

Père Ubu était bien dans les couloirs…

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27 mai 2012 7 27 /05 /mai /2012 19:23

 

28 Mai 2012

Le grand battage autour de la voiture électrique me rappelle l’ancienne sagesse populaire qui nous enseigne qu’on peut mener un âne à l’abreuvoir, mais qu’on ne peut pas l’obliger à boire.

Avec la publicité dans le rôle de l’abreuvoir, et l’usager moyen dans le rôle de l’âne ( Pardon cher lecteur), nous somme à peu près dans la même situation.

Chaque mois, de merveilleux engins sont exhibés par des constructeurs qui rivalisent d’imagination pour qu’enfin l’automobiliste moyen consente à se faire électrifier. Les EV, les HEV, et les PHEV étalent leurs arguments en jouant sur les cordes de l’écologie, du standing, de l’économie, du silence, de l’avant-gardisme, du bonus, et même de la menace de taxe carbone, sans réussir à convaincre quiconque, à part une poignée de consommateurs inconditionnels de nouveautés.

C’est que l’automobiliste moyen est devenu un homme averti qui s’efforce de ne pas prendre des vessies pour des lanternes. L’homme du terroir, et le citadin, qui est bien souvent un ancien paysan, ont gardé l’habitude de regarder dans la bouche du cheval avant de l’acheter.

Et dans la bouche du cheval électrique, on y voit de drôles de choses qui incitent à la réflexion:

- C’est nouveau, donc il y a forcément des plâtres à essuyer.

- L’ancien système 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.

- Je ne pourrait pas recharger ma batterie sur la route.

- A la revente j’y perdrais beaucoup.

- Etc…

Les promoteurs de la chose électrique se prennent à rêver d’une bonne fée qui, d’un coup de baguette magique, créerait l’environnement propice:

- Pétrole à 500 Dollars le baril.

- Prix du KWh stabilisé à onze centimes.

- 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.

- Génération spontanée d’une structure de recharge des batteries.

- Et pourquoi pas, rationnement du carburant.

Mais hélas la réalité est obstinée, le pétrole persiste à rester collé à la barre des cent Dollars, la taxe carbone se fait attendre, les centres villes restent ouverts aux pires engins pollueurs, et on parle même d’une augmentation du tarif de l’électricité, soutien aux énergies renouvelables oblige. Quant aux structures de recharge des batteries, il n’en est question que dans les projets d’études subventionnés.

Face à cette situation les constructeurs ont fini par comprendre que le marché de masse de la voiture électrique n’est pas pour demain matin.

Comme il faut quand même se faire la main pour être prêts au cas où, ils ont décidé d’exploiter les niches existantes, et au besoin en créer de nouvelles.

Car il existe des créneaux exploitables dans les véhicules de sociétés, les taxis, les véhicules de location ou en libre service, les flottes de véhicules de collectivités locales, les véhicules de livraison en circuit court, les flottes de l’Administration, et bien sûr EDF et la Poste, toujours en première ligne dans ce genre d’opérations. A cela pourront s’ajouter quelques particuliers assez motivés pour acquérir un véhicule qu’ils pourraient obtenir pour la moitié du prix en technologie conventionnelle.

Mais quand on aime on ne compte pas….

Pour illustrer le propos, j’aimerais présenter le nouveau bébé d’Opel, qui tente de corriger certaines lacunes des autres véhicules déjà présents sur le marché. C’est bien sûr un véhicule hybride rechargeable, plus personne ne croit au véhicule routier uniquement électrique.

Pour garantir les performances et l’autonomie, l’engin est doté de trois moteurs ! C’est la ceinture et les bretelles.

- Un moteur électrique puissant A de 111 KW ( 150 CV) pour assurer la traction en régime électrique de croisière.

- Un batterie de 16 Kwh ( 198 Kg ) pour fournir une autonomie de 60 à 80 Kms. Donc beaucoup plus que les autres hybrides du commerce.

- Un second moteur électrique B, de 54 KW ( 72 CV) qui a deux fonctions:

D’une part, assister le gros moteur électrique A en cas de demande élevée de puissance sur la route.

D’autre part, fonctionner en générateur pour recharger la batterie.

- Un moteur thermique à essence, de 1400 cc, et 63 KW ( 86 CV) dont le rôle est de recharger la batterie en entraînant le moteur-générateur B.

Tout cela est couplé par un système mécanique assez complexe, géré par un calculateur non moins complexe.

La vitesse de la chose est limitée à 160 Km/h pour ménager la consommation d’électricité.

Le poids à vide de la bête est de 1 700 Kg avec la batterie.

Ce véhicule est conçu manifestement pour couper court aux critiques habituelles sur l’autonomie et les performances.

Le prix est de 40 000 euros bonus déduit.

La niche visée n’est évidemment pas la voiture de Monsieur tout le monde, qui sera plutôt intéressé par une voiture « ordinaire » à essence, qui lui offre les mêmes performances et le même équipement pour deux fois moins cher.

Ce véhicule a au moins l’intérêt de montrer ce que pourrait être le véhicule électrique du futur, lorsque la courbe d’apprentissage aura amené son prix à une valeur compatible avec les moyens financiers de la masse des acheteurs.

Ce qui ne saurait advenir avant une petite décennie.

On pourra s’étonner de ne pas trouver ici l’éloge de la CITROEN DS5

Hybrid 4, qui se place sur le même créneau que l’OPEL.

Mais l’autonomie électrique ridicule de la CITROEN, environ 3 Km, ne permet pas de la considérer comme un véhicule électrique, même partiellement. La référence à l’hybride est dans ce cas un abus de langage à la limite de l’escroquerie vis-à-vis d’une clientèle pas toujours avertie.

Il serait souhaitable que la profession cesse d’exploiter la naïveté technologique des acheteurs pour leur vendre des objets non conformes à ce qu’ils sont en droit d’attendre. Ces comportements ne sont pas de nature à soutenir le développement futur du véhicule électrique.

Désormais en 2012 un véritable véhicule hybride doit appartenir au type VHAE (Véhicule Hybride à Autonomie Etendue) ou encore E-REV (Electric- Range Extanded Vehicle), ce qui est le cas de l’Opel citée.

 

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28 avril 2012 6 28 /04 /avril /2012 15:57

 

28Avril 2012

Il paraît maintenant acquis que la première génération de voitures électriques produites en grandes séries sera équipée de batteries au Lithium. Plusieurs millions de véhicules électriques circulent déjà sur la planète, préfigurant la tendance à long terme de l’abandon progressif des carburants fossiles.

C’est sous la forme hybride rechargeable ( PHEV pour «Plug in Hybrid Electric Vehicle » ) que les nouveaux véhicules vont se répandre, suivis plus tard par les EV, entièrement électriques. Ces derniers resteront cantonnés aux usages citadins et péri urbains tant que le territoire ne sera pas équipé des infrastructures de rechargement ad-hoc, ce qui peut prendre une ou deux décennies.

La batterie au Lithium est actuellement la seule solution largement industrialisable capable de répondre aux besoins du marché automobile, même si son efficacité énergétique reste encore perfectible.

D’autres solutions sont en cours d’évaluation ou même de pré-développement, comme la batterie Zinc-air ou la pile à combustible dont la version à Hydrogène satisfait parfaitement aux nécessités écologiques. Des réalisations industrielles sont déjà commercialisées pour des applications spécifiques à poste fixe.

On peut penser que le Lithium occupera le terrain pendant une ou deux décennies, avant de partager le marché avec ces autres solutions faisant appel à d’autres technologies.

Le problème se pose donc de savoir où nous allons trouver ce Lithium, s’il y en aura pour tout le monde, et à quel prix.

La technologie de batterie Lithium-ion la plus adaptée au cahier des charges automobile est basée sur le composé Li M PO4 ( M pour métal), avec une préférence pour le Fer, soit Li Fe PO4, appelée LFP.

Le composé LFP constitue environ 75% du poids de la batterie, le reste comportant l’anode, les connexions, l’électrolyte, les membranes, la boîte, et l’électronique de contrôle.

La masse molaire du LFP est de 158 g, dans lesquels le Lithium figure pour 7 g, soit 4,4% , ce qui est plutôt modeste.

Le stockage de l’électricité, et son déstockage, sont réalisés grâce à l’intercalation et la désintercalation des ions Lithium dans la structure cristalline du LFP. Chaque molécule de LFP contribue donc en théorie à hauteur de la charge de un électron au bilan électrique (Un ion Lithium qui fait le va et vient entre la cathode et l’anode transporte avec lui une charge égale à celle de un électron).

Il est alors facile de calculer l’efficacité énergétique théorique du LFP (Rendement électrochimique), il suffit de multiplier le nombre de molécules présentes dans un gramme de LFP par la charge élémentaire.

On trouve 554 mWh /g, ou encore 170 mAh/g puisque la tension de cellule est de 3,3 Volt environ.

Mais cela vaut pour une masse de produit dont on peut exploiter toutes les possibilités de stockage du cristal.

En pratique le rendement d’intercalation/désintercalation dépend beaucoup de la structure du matériau LFP, qui elle-même est fonction de la méthode de préparation et de l’incorporation de certains adjuvants.

La technologie actuelle industrialisable permet d’obtenir une efficacité énergétique de l’ordre de 130 mWh /g de LFP, soit environ 23% de la valeur théorique.

Note:

De nombreux laboratoires travaillent à l’amélioration de ce paramètre, notamment par le recours aux nanotechnologies pour la préparation du matériau LFP. Une efficacité supérieure à 50% est envisageable à moyen terme ( 2015), comme le montrent les travaux du CEA.

Aujourd’hui, pour fabriquer une batterie de 24 KWh (par exemple comme celle de la Renault FLUENCE ZE), il faut donc 184 Kg de LFP avec une efficacité de 130 Wh/Kg, auxquels il faut ajouter l’anode, l’électrolyte, le container, l’électronique de contrôle, et la connectique, ce qui nous amène à 250 Kg environ, dont 8 Kg de Lithium métal.

Pour une voiture hybride rechargeable, une batterie de 6 KWh est suffisante. La quantité de Lithium métal nécessaire est alors seulement de 2 Kg.

Pour connaître la quantité de Lithium nécessaire à l’application automobile, il faut considérer plusieurs étapes, qui sont autant d’hypothèses de travail:

Une première période d’apprentissage, d’une dizaine d’années, pendant laquelle les PHEV feront la grande majorité du marché. Si l’on estime la pénétration du parc à 5% à la fin de cette première période ( 2025 ?), environ 40 millions de véhicules seraient des hybrides rechargeables, sur un parc estimé à 800 Millions de véhicules.

A raison de 2 Kg de Lithium métal par batterie de 6 KWh , 80 000 tonnes de Lithium métal seront donc nécessaires pour cette première période (qui viendront s’ajouter aux besoins des autres applications non automobiles).

Une seconde période, de deux ou trois décennies, qui verra la croissance du marché et son partage entre PHEV et EV. Lorsque 50% du parc sera équipé ( 400 Millions de véhicules), 2 Millions de tonnes de Lithium métal auront été utilisées ( Horizon 2040-2050).

Une troisième période pourrait voir l’introduction de la pile à combustible (ou de tout autre dispositif nouveau), susceptible de prendre une part importante du marché, réduisant d’autant la pression sur la demande de Lithium.

On peut, sur ces bases fragiles, estimer le besoin en Lithium métal à environ 4 Millions de tonnes pour équiper la presque totalité du parc, sur une période de quatre à cinq décennies (Horizon 2050-2060).

Durant cette période, de grands progrès sont attendus dans la fabrication des batteries, et il n’est pas déraisonnable d’envisager à court-moyen terme un doublement de l’efficacité énergétique qui passerait de 23% de la valeur théorique à 50%, ce qui diviserait par deux les besoins en Lithium (ou multiplierait par deux l’autonomie des véhicules).

Notons au passage que le Lithium n’est pas un combustible, il ne disparaît pas au cours du fonctionnement de la batterie, il est recyclable pour fabriquer d’autres batteries .

Une fois l’ensemble des véhicules équipés, c’est le même stock qui tourne, le Lithium des batteries usagées étant recyclé pour équiper les véhicules neufs. La consommation nouvelle de Lithium étant destinée à alimenter la croissance du stock.

Un peu comme l’acier des vieilles voitures qui est réutilisé pour faire des voitures neuves.

On peut donc estimer que 3 à 4 millions de tonnes de Lithium métal seront

« immobilisées » dans les batteries d’un parc automobile de 1 Milliard de véhicules et constitueront un stock tournant recyclable.

Ce stock devra être augmenté de 40 à 50 000 Tonnes de Lithium métal annuellement pour suivre l’accroissement du parc.

Ces chiffres sont à minorer en fonction de l’importance des parts de marché prises par les nouvelles technologies comme la pile à combustible, ou d’autres technologies de batteries, et des améliorations apportées à l’efficacité énergétique des batteries Li-ion.

Face à ce besoin, quelles sont les réserves disponibles ?

Aujourd’hui ces réserves ne sont pas identifiées de manière exhaustive. Les quelques sites exploités suffisent à répondre aux besoins actuels des outils de communication mobiles et des appareils électroniques divers tels que PC, appareils photos, tablettes, et de l’outillage portatif .

Mais la perspective de l’électrification du marché automobile, et des transports en général, a suscité une activité intense de recherche de nouveaux sites et d’identification des réserves possibles de Lithium.

Selon diverses estimations les réserves terrestres pourraient varier entre 50 et plusieurs centaines de millions de tonnes de produit de base ( carbonate et/ou chlorure de Lithium), soit entre 10 millions et plusieurs dizaines de millions de tonnes de Lithium métal. Le jackpot pour certains pays d’Amérique du Sud…

Le Lithium est également présent dans les océans . Mais l’extraction est plus difficile, donc plus chère.

Les réserves terrestres annoncées dans l’euphorie par les nouveaux futurs gagnants du loto sont à considérer avec circonspection, eu égard au caractère stratégique de la chose. Le lecteur averti aura compris que les chiffres produits sont à peu près aussi crédibles que ceux annoncés par les émirs (les vrais) pour les réserves de pétrole du Moyen-Orient…

Le passage du Pétrole au Lithium sous-entend de profonds bouleversements géopolitiques qui ne seront pas exempts de frictions entre les protagonistes du monde de l’énergie qui craignent de voir dépérir leur poule aux œufs d’or.

Il y a de la recherche d’indépendance énergétique dans l’air, et le fait que l’essentiel des réserves accessibles soit dans le continent Sud-Américain fait grincer quelques dents. D’aucuns craignent l’émergence d’un nouveau Moyen-Orient et s’empressent déjà auprès des futurs émirs afin de gagner les faveurs de l’OPEL ( Organisation des Pays Exportateurs de Lithium) qui ne manquera pas d’être créée sous peu. Quant aux Etats qui font aujourd’hui danser la planète au son du baril, ils craignent de se voir retirer leur bâton de commandement, ce qui les exposerait à toutes sortes de désagréments.

Tout ceci aura des répercussions directes sur le prix du produit, qui est déjà fortement orienté à la hausse.

Le matériau de base qui entre dans la fabrication du LFP est principalement le carbonate de Lithium Li2 CO3, dont le Kilogramme se négocie autour de 7 $, alors qu’il ne valait que 1 $ en 2005 .

Il n’intervient donc encore que pour une faible part dans le coût de la batterie, mais ceci pourrait changer dans le futur.

Le concept d’épuisement des réserves, au sens de l’épuisement du pétrole, est ici dépourvu de sens puisque le matériau utilisé n’est pas détruit mais recyclé et réutilisable indéfiniment. Le stock est simplement déplacé de la Terre vers les batteries, où il pourra être récupéré lorsque les batteries au Lithium seront remplacées par des piles à hydrogène ou une autre sorte de batteries.

Les choses se compliquent quelque peu si l’on considère un autre besoin de stockage d’énergie électrique, en relation avec la croissance des énergies nouvelles. En effet, le solaire et l’éolien sont des sources intermittentes, qui doivent alimenter un réseau sur lequel la demande d’énergie est également variable. Il est donc nécessaire de prévoir un tampon capable de stocker l’énergie quand l’offre dépasse la demande, et de la restituer dans le cas contraire. Aujourd’hui les énergies solaire et éolienne ne représentent qu’une très faible part de la production, leur intermittence est peu gênante et facilement gérée car l’essentiel de la production est assurée par des centrales thermiques dont la puissance peut être ajustée à la demande. Mais dans l’hypothèse d’une prépondérance des énergies nouvelles ( au-delà de 2030 ?) il devient indispensable de disposer d’un système de stockage de masse.

De tels systèmes sont à l’étude, certains déjà opérationnels à petite ou moyenne échelle. Plusieurs voies sont expérimentées comme le stockage direct en batteries, ou sous forme de chaleur dans des matériaux à changement de phase, ou dans des volants d’inertie, ou sous forme d’Hydrogène après électrolyse, etc…Sans oublier le pompage-turbinage déjà en service.

Le stockage en batteries Lithium-ion est une solution parmi d’autres, qui a le mérite d’être disponible aujourd’hui. Sa mise en œuvre pourrait aisément doubler ou tripler la demande de Lithium, avec cette fois des conséquences sur le marché, pouvant aller jusqu’à de réelles difficultés d’approvisionnement, si les réserves annoncées ne sont pas au rendez-vous.

Les obstacles qui pourraient freiner le développement de la voiture électrique sont en fait à rechercher ailleurs:

- Le pétrole, dont on annonce périodiquement l’imminente disparition, est toujours disponible sans restriction à la pompe, à un coût certes élevé mais encore gérable. Les conditions d’un basculement imposé vers l’électricité (prix excessif du pétrole et/ou restrictions ) ne sont pas encore d’actualité, et les prévisions dans ce domaine sont impossibles.

A moins que les rumeurs permanentes de conflit au Moyen-Orient ne trouvent une confirmation prochaine…

- Les politiques de lutte contre le CO2 sont décidées en tenant compte de la nécessité de préserver le secteur de l’énergie et de la construction automobile. Les règlementations sur les émissions de CO2 sont donc établies en tenant compte des progrès raisonnablement possibles des technologies actuelles. Les seuils imposés ne sont alors pas suffisamment dissuasifs.

De plus, toujours pour éviter des perturbations préjudiciables à l’économie du secteur, ces seuils ne sont applicables qu’aux véhicules récents.

Rien donc là non plus qui soit de nature à précipiter les acheteurs vers l’électrique.

- Le coût des véhicules hybrides rechargeables ( les seuls réellement utilisables en l’absence d’infrastructures de rechargement) est nettement plus élevé que leurs homologues classiques. Ce surcoût est normal s’agissant d’une technologie nouvelle et d’un marché naissant, mais l’acheteur hésite à sauter le pas car le différentiel de prix n’est pas compensé par l’économie de carburant promise, et la politique de prix du KWh de rechargement reste une inconnue, notamment la taxation. Sans parler de l’absence de bornes publiques de rechargement dont même les PHEV ont grand besoin.

- On pourrait cependant penser que les acheteurs soucieux de la protection de l’environnement choisiraient sans hésiter le véhicule électrique, mais ces acheteurs n’ignorent pas que l’électricité est aujourd’hui très majoritairement produite par des centrales thermiques émettrices de CO2, ou par des réacteurs nucléaires, émetteurs de substances encore moins recommandables. Rouler électrique ne change donc rien au volume de CO2 émis globalement. Ces acheteurs avisés savent par ailleurs que les projets de capture et séquestration du carbone n’aboutiront à des résultats concrets que dans une ou deux décennies.

- Les véhicules électriques PHEV sont équipés d’une batterie plus modeste que celle des EV, 6 KWh contre 24 Kwh en EV. Cette batterie de 6 KWh reste un composant onéreux dont la durée de vie n’excède pas quatre ou cinq ans. Le coût de son remplacement est à ajouter au coût d’exploitation.

Pour tous ces inconvénients les usagers en situation d’acquérir une nouvelle voiture ont donc d’excellentes raisons de rester dans le classique et de reconsidérer leur choix dans quatre ou cinq ans.

Dans cette situation, l’amorçage du marché nécessite quelques mesures incitatives des Etats, des constructeurs, et des distributeurs d’énergie électrique.

L’Etat peut intervenir par des mesures de défiscalisation, des primes, mais aussi en décidant d’une règlementation plus sévère, par exemple l’interdiction d’accès aux centre villes aux véhicules non électriques.

Les constructeurs peuvent offrir des contrats de garantie plus longs et plus sécurisants, incluant la batterie, et comportant notamment des garanties de reprise du véhicule.

Les distributeurs d’ électricité, aidés par une législation adéquate, peuvent mettre en place un réseau public de bornes de rechargement, et inciter les entreprises et les particuliers à faire de même dans leurs locaux. Les tarifs pratiqués ne devront évidemment pas être dissuasifs.

Il est donc fortement probable que le développement de la voiture électrique dépendra surtout de l’évolution du marché pétrolier, de la politique des Etats, des constructeurs, et des distributeurs d’énergie électrique.

L’hypothétique épuisement des réserves de Lithium n’est peut-être pas le principal problème…

 

 

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14 avril 2012 6 14 /04 /avril /2012 18:53

 

14 Avril 2012

La voiture électrique est entrée chez nous par la petite porte. Nous voulons parler de la tout électrique qui ne peut compter que sur sa batterie pour avancer. L’objet qui commence à sillonner nos villes est la « Blue car » mise en location en libre service. Elle n’a pas la prétention de remplacer une berline routière.

Les hybrides déjà commercialisées ne sont que des semi électriques qui vivent leur vie de voitures classiques avec un moteur auxiliaire électrique.

Au contraire, l’engin qui nous intéresse ici est la berline tout électrique, telle que la FLUENCE ZE que Renault doit commercialiser cette année.

Les pratiques marketing ( douteuses) laissent entendre que le client pourra faire le plein d’électricité pour deux euros, ramenant ainsi son budget carburant à quasiment rien.

Voyons ce qu’il en est.

Un calcul simple laisse entrevoir la possibilité de diviser par quatre ou davantage le budget carburant d’un usager moyen.

Selon la technologie, pour parcourir 100 km en auto, il faut environ 5 L de gazole, 7 L de super, ou encore 20 KWh d’électricité, ceci pour une honnête voiture moyenne de cinq places.

Sur cette distance l’usager deva donc dépenser respectivement 7 euros de gazole, 11,2 euros de super, ou 1,8 euros d’électricité ( tarif EDF Bleu ciel, puissance souscrite 9KVA, option HP/HC, charge de batterie à la maison en HC).

Pour 15 000 km par an, son budget carburant annuel sera donc de:

1 050 euros de gazole ou

1 680 euros d’essence ou

268 euros d’électricité.

L’usager se frotte les yeux et refait son calcul, pas d’erreur le jackpot est à sa portée.

Et que dire du gros rouleur qui parcourt beaucoup plus de kilomètres.

Sans hésitation notre homme signe un bon de commande pour la petite merveille.

Le lendemain il rencontre son comptable et ami, qui lui tient un langage de comptable, lequel est rarement désopilant comme l’atteste la liste ci-dessous des surprises qui l’attendent :

L’exemple de la Renault Fluence ZE nous montre que le prix de la voiture ( 26 000 euros) est sensiblement égal à celui du modèle à moteur thermique de même facture, mais sans la batterie, qui est uniquement proposée en location.

Pour un contrat de location de 60 mois et 15 000 km par an, il en coûtera mensuellement 96 euros TTC, sans l’électricité évidemment, que l’usager devra payer par ailleurs.

La location seule de la batterie coûtera donc 1 152 euros TTC par an, soit davantage que le budget gazole équivalent.

Notre usager commence à pâlir.

Il n’est pas au bout de ses surprises:

Les carburants pétroliers supportent la TICPE ( ex TIPP) , qui rapporte 25 Milliards d’euros par an à l’Etat. L’électricité en est exempte, pour le moment. Mais Bercy n’a évidemment pas l’intention de renoncer au produit de cette taxe, et réfléchit à la manière de l’appliquer à l’énergie de recharge des batteries. Dans un premier temps la taxe sera supportée par les bornes publiques, car la mise en œuvre en est simple. Dans un second temps elle sera étendue aux installations particulières selon une méthode à définir, Bercy étudie la question avec EDF ( soit une taxe annuelle fonction du véhicule, soit un circuit séparé géré par un compteur Linky).

Il est plus que probable que le KWh « automobile » coûtera alors nettement plus que 0,0895 euros…

1 litre de gazole permet d’obtenir environ 4 KWh efficaces dans un moteur moderne. On peut alors imaginer que 1 KWh d’énergie électrique de recharge de batterie devrait supporter le quart de la taxe supportée par un litre de gazole, soit une dizaine de centimes d’euro, pour conserver l’intégralité du rapport de la TICPE.

Le prix du courant serait alors multiplié par deux.

Voilà notre usager au bord de l’asphyxie.

Mais le comptable n’a pas fini:

Pour une voiture à moteur thermique la notion d’autonomie est sans signification. Lorsque le réservoir se vide il suffit de le remplir à la première station-service, toujours proche.

Pour une voiture électrique il en va tout autrement, l’autonomie est un paramètre très important, au point que le constructeur lui-même la place en tête des spécifications. Elle sera une cause de stress permanent car il n’existe aucune infrastructure publique de rechargement des batteries. Le conducteur devra à chaque déplacement sortir sa calculette pour évaluer le nombre de KWh nécessaires au trajet prévu en fonction de son chargement, du profil de la route, et de la distance au prochain point de recharge!

Lorsque cette infrastructure existera ( dans cinq ans, dans dix ans ?) il ne faudra pas espérer y trouver de l’électricité à 0,09 euros le KWh. Ce KWh sera devenu un produit commercial sur lequel le distributeur prendra sa marge, et qui supportera la TICPE.

On pourra donc, peut-être, refaire le plein, mais au prix fort.

Notre usager se sent de plus en plus mal.

Hélas le comptable n’en a pas encore fini avec lui:

Si, malgré de savants calculs d’autonomie, la voiture s’arrête faute d’énergie, il est infiniment peu probable que la panne sèche se produise devant une station service. Il sera donc nécessaire de procéder à un remorquage, rarement effectué à titre gracieux, et d’accepter une interruption du voyage de peut-être plusieurs heures selon le lieu et l’heure et la disponibilité d’un poste de recharge rapide .

Pour éviter la panne sèche l’usager devra donc prévoir une recharge de batterie ou un échange standard tout les cent kilomètres. Il ne pourra donc emprunter que les itinéraires comportant ces facilités, lesquelles seront payantes bien entendu.

Notre usager, complètement découragé, commence à se demander si, en guise de voiture, on ne lui a pas vendu une tringle à rideau.

Ce sombre tableau n’est que la liste des aléas auxquels sera exposé l’usager acheteur d’une voiture tout électrique en 2012 et dans les deux ou trois prochaines années, en attendant la mise en place d’un réseau dense de stations de rechargement.

Donc, non seulement la voiture tout électrique n’est pas une bonne affaire financière, mais elle peut s’avérer source d’ennuis sans fin…

 

 

 

 

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13 avril 2012 5 13 /04 /avril /2012 11:27

 

13 Avril 2012

Donc nous voici une fois de plus mis en demeure de rouler électrique. Deux ou trois tentatives eurent déjà lieu dans le passé, la première à l’occasion de la crise pétrolière de 1973. Chaque tentative s’est soldée par un fiasco public et par l’achat d’une centaine de véhicules par EDF, la Poste et quelques collectivités locales.

L’impossibilité d’ouvrir le marché à un large public a toujours été liée à l’insuffisance d’efficacité énergétique des batteries.

La tentative actuelle semble plus sérieuse.

Au prix de prouesses technologiques très onéreuses, les fabricants de batteries sont parvenus à développer des produits industriels dont l’efficacité énergétique est 2,2 fois celle des batteries au plomb de mon grand père.

De 35 Wh/kg on est passé à environ 78 Wh/kg.

( La batterie de la Renault Fluence ZE offre une capacité exploitable de 22 KWh pour un poids total de 280 kg avec les dispositifs de contrôle et régulation, soit 78 Wh/kg ).

Ce progrès, au demeurant fort modeste, a suffi pour que les constructeurs se relancent dans la course.

Les usagers considèrent les nouvelles propositions avec une certaine perplexité.

Ceux qui font confiance à leur bon sens estiment que là où des batteries de 35 Wh/kg n’ont pas réussi à faire rouler convenablement des voitures de 800 kg, on ne voit pas très bien comment des batteries de 78 Wh/kg pourraient faire rouler des monstres de 1 600 kg ( Renault Fluence). Mais de nos jours le bon sens n’est plus aussi bien partagé que par le passé.

Lorsque ce sont les constructeurs eux-mêmes qui font preuve de bon sens, ils choisissent d’industrialiser des véhicules hybrides rechargeables, fournissant ainsi à la fois la ceinture et les bretelles.

La batterie et le moteur électrique deviennent alors des auxiliaires qui permettent de rouler (un peu) en ville à l’électricité, et d’utiliser le moteur thermique lorsqu’il s’agit de passer aux choses sérieuses.

Renault a choisi la solution tout électrique ( Nous déclinons toute responsabilité quant aux déductions que ce choix pourrait suggérer à propos du bon sens qui règnerait ou non dans les services marketing de la Régie ).

La Renault électrique ( Fluence ZE) est équipée d’un moteur de 70 KW de puissance max, alimenté par une batterie d’une capacité énergétique de

22 KWh. Le poids total est de 1 605 kg.

Un calcul élémentaire indique que l’objet pourra rouler à puissance max pendant seulement 19 (Dix neuf) minutes, à condition de couper la climatisation et/ou le chauffage et d’éteindre les phares.

Ce résultat ne manquera pas de susciter une certaine inquiétude chez l’usager conscient.

Inquiétude également présente dans l’esprit des concepteurs de la chose puisque la vitesse a été bridée à 135 Km/h afin de permettre un minimum d’autonomie.

Justement, quelle autonomie ?

Aucun usager sensé n’accorde le moindre crédit aux chiffres annoncés dans le catalogue, les 185 km sont obtenus dans des conditions d’essai NEDC parfaitement irréalisables en pratique courante.

Les essais publiés sur turbo.fr donnent les résultats suivants:

-test en conduite paisible avec climatisation modérée: 16,5 KWh/100 km

-test en conduite soutenue: 27 KWh/100 km

L’autonomie réelle serait donc comprise entre 80 et 130 km, selon la façon de conduire, et à condition de ne pas abuser de la climatisation ou du chauffage.

Il est bien entendu hors de question de tracter une caravane…

Un tel objet est donc inutilisable sur de grands parcours, du moins tant qu’une infrastructure de recharge rapide ou d’échange standard ne sera pas opérationnelle.

Cette infrastructure est une arlésienne qui risque de se faire attendre longtemps. En effet, dans l’état actuel des choses seuls pourront accomplir des grands parcours les véhicules hybrides rechargeables, pour lesquels aucune infrastructure n’est requise. Il faudrait donc mettre en place cette infrastructure uniquement pour les véhicules tout électriques, et dans ce cas les voitures devraient s’arrêter tout les cent kilomètres environ pour changer de batterie ou bien attendre une heure pour une recharge rapide.

Qui peut croire qu’un tel système est viable ?

Le véhicule tout électrique est donc plutôt réservé aux usages urbains et périurbains: Taxis, autolib, location, livraisons, tournées régulières, ou trajet travail pour particuliers fortunés ( seconde voiture ?).

Ce marché peut devenir très important si la règlementation anti pollution exige pour les villes une réduction drastique des émissions de CO2 , de NOx, et de nanoparticules, qui interdirait aux moteurs thermiques l’accès aux zones urbaines.

Les projets actuels de ZAPA sont très loin d’atteindre ce stade, elles ne visent que les véhicules les plus polluants, les véhicules récents ne sont pas touchés.

Les acheteurs de véhicules récents, qui auraient les moyens d’acheter une voiture électrique, ne seront donc pas incités à le faire. Les autres n’ont pas les moyens, ils prendront les transports en commun.

On peut donc penser que le marché du véhicule tout électrique type berline familiale routière ( nous pensons à la Renault FLUENCE ZE) restera un marché de niches pendant encore une décennie. Il pourra intéresser quelques compagnies de taxis, quelques clients particuliers, des loueurs de voitures, et des flottes de sociétés.

Ce marché ne doit pas être sous-estimé, il peut être fortement boosté par une règlementation favorable, des incitations fiscales ou des taxes dissuasives.

Notre arlésienne pourrait alors occuper le devant de la scène, au moins en ville.

 

 

 

 

 

 

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6 avril 2012 5 06 /04 /avril /2012 09:07

 

6 Avril 2012

Le mythe du moteur à eau a toujours fait la joie des rédacteurs de revues de vulgarisation scientifique. Avec le mouvement perpétuel il est de ces illusions soigneusement entretenues pour alimenter nos rêves.

Mais on n’arrête pas le progrès, la science ne respecte plus les mythes, on vient de découvrir que ce fameux moteur à eau existe bel et bien, et depuis fort longtemps.

Une plaisanterie ? Pas du tout.

Non, je ne parle pas du moulin à eau de nos ancêtres, ni de sa version moderne qui équipe les barrages hydroélectriques, condamnés à mouliner sur place, je parle d’un moteur capable d’équiper un jour nos automobiles.

C’est très simple:

Prenez de l’eau standard, de la bonne eau que vous pouvez vous procurer gratuitement à la fontaine.

Bricolez sommairement un bac à électrolyse. Rien de bien compliqué, vous ferez selon vos moyens.

Branchez-le sur une source de tension continue assez énergique.

Il se passe ce que le maître d’école réalisait dans la classe pour la plus grande joie des galopins, l’eau se décompose en Oxygène d’une part, et en Hydrogène d’autre part, c’est l’électrolyse.

Recueillez soigneusement l’un et l’autre dans des récipients séparés, et mettez ces deux récipients de côté.

Bricolez ( encore) une pile telle que décrite dans les revues genre Système D . Là il faudra casser votre tirelire car les électrodes doivent être en platine.

Munissez le récipient contenant l’Hydrogène d’un tuyau et envoyez ce gaz dans le premier bac de la pile . Faites de même de l’autre côté avec l’Oxygène.

Branchez un moteur entre les deux électrodes.

O merveille, le moteur tourne.

Vous avez bien réalisé un moteur à eau.

Et en plus il vous restitue à la sortie l’eau que vous avez consommée dans l’électrolyseur. Plus écolo tu meurs.

Bien sûr les esprits chagrins feront remarquer que l’énergie dépensée pour électrolyser l’eau est supérieure à l’énergie fournie au moteur, et ils auront raison. Mais si cette énergie est fournie par un système hydroélectrique, nous n’avons consommé que de l’eau.

Nous avons alors bel et bien un moteur à eau, et si le rendement global n’est pas trop ridicule, l’affaire est viable.

C’est ce que les ingénieurs se sont dit, et ils se sont attelés à la rude tâche qui consiste à transformer un démonstrateur de laboratoire en une machine industrielle susceptible d’être produite en grandes quantités, pour un coût raisonnable et avec un rendement énergétique décent.

C’est la fameuse pile à Hydrogène, encore appelée pile à combustible (PAC, à ne pas confondre avec la pompe à chaleur !).

Si l’idée est séduisante, la réalisation industrielle se heurte à de nombreux obstacles:

- Pour équiper une auto avec un tel système il faut pouvoir emporter son hydrogène avec soi. Pour avoir suffisamment de molécules afin d’aller le plus loin possible ( chaque molécule d’Hydrogène ne donne que deux électrons!), il faut remplir le réservoir à très haute pression, jusqu’à 700 kg, ce qui pose les problèmes que l’on imagine sans peine: poids des bouteilles, encombrement, danger ( les anciens se souviennent de l’accident du Hindenburg qui a stoppé net l’essor de l’Hydrogène dans les transports).

- La molécule d’Hydrogène est la plus petite du catalogue, elle a tendance à se faufiler partout, d’où de grands risques de fuite, et donc de danger d’explosion, ce qui nécessite un matériel, des tuyaux, des vannes, particulièrement soignés donc très chers.

- L’Hydrogène qui rentre dans le premier compartiment de la pile est censé se séparer gentiment en électrons d’une part et protons d’autre part sur une première électrode. Or ce miracle ne s’opère qu’en présence d’un catalyseur adéquat. Le seul catalyseur connu et très efficace est le Platine. C’est un matériau rare et cher ( encore un pléonasme). Pas question d’industrialiser la pile à combustible en grand volume avec du Platine. Il faut trouver autre chose, beaucoup moins onéreux et suffisamment efficace.

On cherche encore. Certains matériaux sont proposés et utilisés dans des applications professionnelle ( Industries, aérospatial,..) mais ils sont encore trop chers pour nos autos.

- Les électrons créés vont alimenter le moteur branché entre les électrodes. Les protons sont priés d’aller rejoindre l’autre électrode en passant à travers une membrane aussi peu résistante que possible, et capable de repousser les électrons afin de les rejeter vers le moteur.

Elle doit également interdire le passage de l’Hydrogène sous peine d’explosion à la sortie à la rencontre avec l’Oxygène.

Cette membrane doit être imprégnée d’eau, mais pas trop, afin d’assurer le passage des protons.

Une telle membrane doit rester efficace pendant toute la vie de la pile (quelques dizaines de milliers d’heures ) . Elle est très sensible à la pollution par des molécules étrangères qui auraient pu se glisser avec l’Hydrogène, qui doit donc être très pur, pratiquement électrolytique.

Les recherches sur la membrane idéale sont toujours en cours, l’objectif restant la mise au point de matériaux efficaces, résistants aux agressions , et d’un coût compatible avec le marché grand public.

- L’ensemble doit satisfaire le cahier des charges automobile, notamment le fonctionnement à froid ( - 30 °C), la capacité à délivrer un courant élevé, le fonctionnement à chaud, la résistance aux chocs, la fiabilité, etc…

On peut estimer que ce type de générateur électrique ne pourra pas être commercialisé en volume pour l‘automobile, à prix grand public, avant une décennie.

Il existe un autre marché pour la pile à Hydrogène, c’est le stockage d’électricité en poste fixe.

On sait que le principal défaut des énergies solaire et éolienne est leur intermittence. Il est donc essentiel de développer des systèmes de stockage de courant en période de production, pour la restituer en période d’absence de Soleil ou de vent.

C’est possible avec le système électrolyse + pile à Hydrogène. L’hydrogène produit par l’électrolyse est stocké sous pression élevée dans des fosses sécurisées, puis envoyé dans une batterie de piles à Hydrogène pour produire du courant selon le besoin.

Diverses solutions sont déjà commercialisées:

De la plus petite, proposée par la société Acta Energy, pour une puissance de 1 KW,

A des modèles industriels comme le MISTRAL 600KVA proposée par AREVA.

La pile à Hydrogène est donc déjà sortie des laboratoires, on peut même montrer des véhicules équipés, l’avenir est prometteur à condition de surmonter les problèmes de sécurité et de coût.

Dès que l’on manipule des gaz inflammables sous pression il existe un problème de sécurité. Le nier n’a pour résultat qu’augmenter les risques.

L’auteur est bien placé pour connaître les risques inhérents à l’usage du GPL.

L’Hydrogène possède une plage explosive beaucoup plus étendue que le GPL, et il est sujet à des fuites à cause de la faible taille des molécules. Le risque est donc très supérieur à celui généré par le GPL. Il faudra en tenir compte sous peine de graves déboires.

Ce fameux moteur à eau est donc à portée de main, mais beaucoup reste à faire pour le mettre à portée de n’importe quelle main.

 

 

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27 mars 2012 2 27 /03 /mars /2012 17:50

 

27 Mars 2012

Que le lecteur se rassure, nous n’allons pas verser dans l’égyptologie de bazar. Mennekes n’est pas un pharaon de l’ancienne Egypte, mais le nom d’une firme allemande très dynamique dans le domaine de l’électrotechnique et en particulier de la connectique industrielle.

Nous avons rappelé dans les articles précédents que l’essor de la voiture tout électrique ( EV) trébuche sur une pierre d’achoppement qu’il faut absolument écarter, il s’agit des infrastructures de rechargement des batteries.

En effet, la mise en œuvre de ces infrastructures ne peut être entreprise avant d’avoir normalisé le matériel de connexion et le cahier des charges électrique des systèmes de rechargement, de contrôle et de sécurité.

Il est évidemment souhaitable que cette normalisation soit adoptée au moins à l’échelle de l’Europe, et si possible sur une base beaucoup plus large.

En l’absence d’une norme, chaque constructeur a développé son propre système de connectique et de rechargement. Différents systèmes existent donc sur le marché, avec les problèmes d’interopérabilité que l’on peut imaginer aisément.

En Septembre 2011 l’ACEA ( Association des Constructeurs Européens d’Automobiles) a émis des recommandations pour la standardisation de la connectique qu’elle souhaite voir utilisée pour les infrastructures de rechargement. Ces recommandations vont dans le sens des propositions de la firme allemande Mennekes, au détriment des propositions de EV Plug Alliance qui promeut une solution Schneider electric.

Renault aurait choisi Mennekes, apportant ainsi un soutien de poids à la solution d’outre-Rhin.

Cependant les dés ne sont pas jetés, L’ACEA n’a donné qu’une enveloppe de cahier des charge, laissant aux industriels le soin de développer des matériels compatibles, avec l’objectif d’aboutir en 2017 à un standard Européen, tout en assurant un certain degré de rétro compatibilité avec les solutions transitoires déjà commercialisées.

En clair il faut comprendre que le standard Européen définitif ne sera pas disponible avant 2017.

Pendant la période intermédiaire il règnera un certain flou générateur de problèmes d’interopérabilité.

Une raison supplémentaire pour privilégier l’hybride, facilement rechargeable sur une prise quelconque…

 

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25 mars 2012 7 25 /03 /mars /2012 19:23

 

25 Mars 2012

Dans l’article précédent nous avons évoqué les problèmes dont la solution conditionnera le développement du marché de la voiture tout électrique:

- Nécessité d’une infrastructure dense et normalisée pour la recharge des batteries.

- Nécessité de la gestion de cette procédure de recharge en harmonie avec le contrôle de charge du réseau électrique.

- Nécessité de la mise en œuvre d’un système de mesure des consommations ( de recharges) et de tarification.

Un marché de volume ne saurait se développer tant que ces problèmes n’auront pas reçu de solution ( ce qui prendra entre cinq et dix ans).

Nous avons rappelé qu’aujourd’hui ces problèmes demeurent entiers et que donc seuls les véhicules hybrides ( HEV et PHEV) sont en mesure de circuler sur nos routes. Les « tout électriques » ( EV) restent pour le moment cantonnés à des usages urbains.

Conscients de la nécessité de lever ces obstacles, les pouvoirs publics ont commencé à légiférer pour donner un cadre règlementaire permettant aux professionnels de s’adapter à ce nouveau marché.

Le 25 Juillet 2011 est paru au JO le décret N° 2011-873 relatif aux installations dédiées à la recharge des véhicules électriques ou hybrides rechargeables dans les bâtiments.

Ce décret concerne les habitations à usage privé, les bâtiments à usage tertiaire et les bureaux. Il prévoit l’obligation de disposer de telles installations et en précise le nombre minimum. Il prévoit également l’obligation d’un système de mesure permettant une facturation individuelle des consommations.

Ces dispositions s’appliquent dans les bâtiments neufs à partir du 1er Janvier 2012, et dans les bâtiments existants à compter du 1er Janvier 2015.

Il reste maintenant à définir le contenu technique des fameuses « installations », ce qui est désormais l’affaire des professionnels de l’automobile, des fournisseurs d’électricité, des fabricants industriels de matériel électrique, des fabricants de batteries, et des professionnels du bâtiment. Il s’agit de proposer un ou des standards européens, si possible mondiaux, pour les matériels des installations de recharge afin que n’importe quel véhicule électrique de n’importe quelle marque ou modèle puisse utiliser n’importe quelle installation.

Ces installations doivent répondre à des normes de sécurité extrêmement sévères en raison des très fortes puissances mises en jeu. Elles doivent pouvoir être mises en œuvre par des usagers n’ayant aucune connaissance en électrotechnique, et doivent donc comporter une fonction de protection intégrée de très haut niveau.

La convergence vers un système garantissant la sécurité et l’interopérabilité est recherchée au sein de « EV Plug Alliance » formée en 2010, qui regroupe 21 industriels européens, sur la base des normes

CEI 610296-2 pour les prises et fiches, et

CEI 61 851-1 pour les installations ( Systèmes de charge conductive).

Ce travail de normalisation doit être mené à bien avant de démarrer les travaux d’infrastructure. On ne saurait imaginer un parc de véhicules électriques équipés de systèmes de charge différents et de prises de raccordement incompatibles ! L’échec serait assuré.

En attendant un accord international sur un standard, il reste toujours la possibilité d’une procédure de recharge « normale » en sept à huit heures sur une prise standard dédiée 20A (2P+T) ou 32A , à condition qu’elle soit câblée en 6mm2 et protégée par un Disjoncteur Différentiel de Sécurité 30mA.

Il s’agit alors d’un circuit spécialisé supplémentaire qui doit comporter son propre disjoncteur ( Il est très vivement déconseillé d’utiliser une prise « normale » 16A+T , même câblée en 2,5mm2, sous peine de problèmes d’échauffement et d’incendie).

Encore faudra-t-il que EDF soit d’accord avec ce type de branchement, et que l’installation reçoive la bénédiction du CONSUEL…

Le réseau électrique ne pourra pas supporter cette nouvelle demande d’électricité si elle intervient sans concertation, et particulièrement le soir à l’heure du pic de consommation. Pour éviter l’anarchie, EDF met en place le concept « Smart Grid » ( Réseau Intelligent) qui doit permettre, entre autres, de gérer la demande en utilisant le principe du temps partagé associé à un programme de délestage anticipé, rendu attractif par une tarification adéquate. Pour cette raison il est nécessaire de remplacer le CBE ( Compteur Bleu Electronique) par un modèle plus communicant, le LINKY.

Dans cette optique, l’installation de recharge de batterie sera elle-même raccordée au réseau communiquant pour être incluse dans la gestion du smart grid.

Notons au passage que la croissance espérée du parc de véhicules électriques ( croissance souhaitée par les écologistes) coïncide avec la décroissance du parc nucléaire, également souhaitée par ces mêmes écologistes. Pour concilier ces deux objectifs contradictoires il sera nécessaire de construire de nouvelles centrales thermiques à flamme.

Cette aberration conduira peut-être les pouvoirs publics à freiner le développement du tout électrique et à favoriser plutôt les véhicules hybrides, moins gourmands en électricité, qui réalisent un bon compromis en permettant de rouler électrique en ville, et de n’utiliser le moteur thermique que hors des agglomérations.

Une fois de plus il s’avère que le mieux est souvent l’ennemi du bien.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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