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22 avril 2024 1 22 /04 /avril /2024 18:05

La recharge des voitures électriques, enfin un peu d'ordre dans le capharnaüm ?

22 Avril 2024

Les voitures électriques à batterie apportent des solutions aux deux principaux problèmes de la transition énergétique :

- Leur motorisation est exempte d'émissions de CO2 fossile.

( Mais l'empreinte carbone liée à l'extraction des matériaux nécessaires, à leur fabrication et à leur recyclage subsiste, de même que les émissions de particules liées à l'usure des pneus et des plaquettes de freins, et bien entendu selon la provenance de l'électricité...).

- Leur rendement énergétique est considérablement amélioré par rapport à la motorisation thermique.

( Dans un rapport de trois à quatre selon l'utilisation de la voiture, et bien sûr à condition de n'utiliser que de l'électricité décarbonée ).

Mais la substitution à 100% des thermiques par des électriques n'est envisageable que dans les régions du Globe disposant d'un réseau électrique capable de fournir la puissance requise, d'un réseau de bornes de charge suffisamment maillé pour desservir la totalité du territoire, et bien entendu d'une production l'électricité décarbonée..

Aujourd'hui les régions du Globe conformes à ces trois critères se  comptent sur les doigts d'une seule main.

La généralisation de la voiture électrique dans un monde où l'électricité est encore produite à 60%* par des centrales thermiques brûlant des combustibles fossiles est donc pour le moins discutable...

* Source AIE pour 2022.

On peut légitimement penser que le moteur thermique a encore de beaux jours devant lui...

( Le parc mondial de VPL et VUL dépasse le Milliard d'unités, et sa croissance est à la mesure de l'amélioration des conditions de vie des pays en voie de développement ).

L'Europe se veut un exemple de l'électrification totale du parc de VPL et de VUL, et a légiféré en ce sens en fixant la limite des émissions de CO2 des moteurs de VPL à zéro à partir de 2035 sur les véhicules commercialisés en zone Européenne, pensant que cet ukase suffirait à obtenir le résultat souhaité.

( S'il suffisait d'exprimer un souhait pour qu'il se réalise, cela se saurait depuis longtemps...).

Le secteur des VPL et VUL à moteurs thermiques n'a pu se développer que grâce à un réseau de distribution de carburant capable de desservir l'ensemble des territoires avec des spécifications compatibles et un « hardware » standardisé.

La voiture électrique n'échappera pas à cette obligation.

Pour assurer les mêmes performances avec un parc électrifié, il est nécessaire de poser des règles communes afin d'éviter l'effet « souk de Marrakech » tel qu'on peut le constater ici et là au grand dam des usagers qui découvrent que la recherche d'une borne de charge disponible ressemble davantage à un jeu de piste* qu'à la démarche anodine à laquelle ils étaient habitués avec leur voiture à pétrole...

* ( plutôt à un jeu video « escape game » dans lequel il faut négocier avec un logiciel embarqué afin de trouver les bornes de charge de tel fournisseur auprès duquel on a négocié un contrat, sur tel itinéraire, avec quelle puissance disponible, et quelle fréquentation à la borne, etc.).

Ajouté au problème d'autonomie et au prix trop élevé, ce problème de bornes de charge achève de dissuader les candidats et met un frein à la croissance du marché.

Pour y mettre bon ordre, la Commission de Bruxelles a ratifié en Juillet 2023 une recommandation ( Alternative Fuel Infrastructure Reglementation, AFIR ), applicable dès 2025 et concernant les installations de charge de batteries pour les différents cas de figures.

Le document est disponible ici :

https://data.consilium.europa.eu/doc/document/PE-25-2023-INIT/fr/pdf

En voici quelques extraits, non exhaustifs, concernant les véhicules légers :

( Le texte en italique est extrait directement de la recommandation ).

Sur la nécessité d'une normalisation :

« Le déploiement d'infrastructures de recharge ouvertes au public pour les véhicules légers

électriques est inégal dans l'Union. La persistance d'une répartition inégale des

infrastructures de recharge compromettrait l'essor des véhicules légers électriques, limitant

ainsi la connectivité à travers l'Union »  .

Sur la nécessité d'une coopération inter-états :

« La divergence persistante des ambitions et des approches stratégiques nationales entrave la transition durable indispensable au secteur des transports et n'est pas propice à la création de la sécurité à long terme nécessaire à un investissement commercial substantiel sur le marché ».

Sur la nécessité de produire l'électricité ( ! ):

« Les États membres devraient prendre toutes les mesures nécessaires pour faire en sorte que le réseau électrique réponde à la demande d'électricité des infrastructures de recharge prévues par le présent règlement. À cette fin, les États membres devraient moderniser et entretenir le réseau électrique afin qu'il puisse répondre à la demande actuelle et future d'électricité du secteur des transports. »

Sur le principe du maillage du réseau :

« Aux fins du déploiement de l'infrastructure de recharge électrique le long du réseau routier

du RTE-T, toutes les stations de recharge à déployer le long du réseau RTE-T devraient se

situer sur une route du réseau RTE-T ou à moins de 3 km de distance de la sortie la plus

proche d'une route du réseau RTE-T ».

Sur l'intégration des stations de charge dans le réseau intelligent :

« Les systèmes intelligents de mesure, tels qu'ils sont définis dans la directive (UE) 2019/944

du Parlement européen et du Conseil1, permettent de produire des données en temps réel,

ce qui est nécessaire pour assurer la stabilité du réseau électrique et encourager une

utilisation rationnelle des services de recharge. En fournissant une mesure de la

consommation d'énergie en temps réel et des informations précises et transparentes sur le

coût, les systèmes intelligents de mesure encouragent, en combinaison avec des points de

recharge intelligents, la recharge à des moments où la demande générale d'électricité est

faible et où les prix de l'énergie sont bas ».

Sur la structure des stations de charge et leur implantation :

À cette fin, les États membres veillent à ce que:

a) le long du réseau routier central du RTE-T, des parcs de recharge ouverts au public,

réservés aux véhicules légers électriques et répondant aux exigences énoncées

ci-après soient déployés dans chaque sens de circulation, à un intervalle maximal de

60 km entre chaque parc:

i) au plus tard le 31 décembre 2025, chaque parc de recharge fournit une

puissance de sortie d'au moins 400 kW et comprend au moins un point de

recharge d'une puissance de sortie individuelle d'au moins 150 kW; 

ii) au plus tard le 31 décembre 2027, chaque parc de recharge fournit une

puissance de sortie d'au moins 600 kW et comprend au moins deux points de

recharge d'une puissance de sortie individuelle d'au moins 150 kW; 

« Le long du réseau routier global du RTE-T, des parcs de recharge ouverts au public,

réservés aux véhicules légers électriques et répondant aux exigences énoncées

ci-après soient déployés dans chaque sens de circulation, à un intervalle maximal de

60 km entre chaque parc:

i) au plus tard le 31 décembre 2027, sur au moins 50 % de la longueur du réseau

routier global du RTE-T, chaque parc de recharge fournit une puissance de

sortie d'au moins 300 kW et comprend au moins un point de recharge d'une

puissance de sortie individuelle d'au moins 150 kW;

ii) au plus tard le 31 décembre 2030, chaque parc de recharge fournit une

puissance de sortie d'au moins 300 kW et comprend au moins un point de

recharge d'une puissance de sortie individuelle d'au moins 150 kW;

iii) au plus tard le 31 décembre 2035, chaque parc de recharge fournit une

puissance de sortie d'au moins 600 kW et comprend au moins deux points de

recharge d'une puissance de sortie individuelle d'au moins 150 kW »

Sur le partage de la puissance entre bornes :

« Lorsque plus d'un véhicule se recharge à la station de recharge à un moment donné,

la puissance de sortie maximale est répartie entre les différents points de recharge, de sorte

que la puissance fournie à chaque point de recharge individuel est inférieure à la puissance

de sortie de cette station de recharge »

Sur le libre accès aux bornes :

« Indépendamment de la marque de leur véhicule, les utilisateurs finals devraient pouvoir

accéder à des stations de recharge ouvertes au public et les utiliser de manière conviviale et

non discriminatoire ».

Sur la communication :

« Ces spécifications techniques devraient en particulier porter sur la communication entre le

véhicule électrique et le point de recharge, la communication entre le point de recharge et

le système de gestion du logiciel de recharge (arrière-plan), la communication relative au

service d'itinérance du véhicule électrique et la communication avec le réseau électrique,

tout en assurant le plus haut niveau de protection de la cybersécurité et des données à

caractère personnel des clients finals ».

Sur les modes de paiements :

«  Les utilisateurs de véhicules fonctionnant avec des carburants alternatifs devraient pouvoir

recharger ou ravitailler leur véhicule sur une base ad hoc et payer facilement et aisément à

tous les points de recharge et de ravitaillement ouverts au public, sans devoir conclure un

contrat avec l'exploitant du point de recharge ou de ravitaillement ou avec un prestataire de

services de mobilité. Par conséquent, dans le cas d'une recharge ou d'un ravitaillement ad

hoc, tous les points de recharge et de ravitaillement ouverts au public devraient accepter les

instruments de paiement qui sont largement utilisés dans l'Union, et notamment les

paiements électroniques effectués par l'intermédiaire des terminaux et dispositifs utilisés

aux fins des services de paiement. S'agissant des infrastructures déployées avant la date

d'application du présent règlement, l'application de ces exigences devrait être différée. Ce

mode de paiement ad hoc devrait toujours être mis à la disposition des consommateurs,

même lorsque des paiements contractuels sont proposés au point de recharge ou de

ravitaillement »

Sur les évolutions futures :

«  Le marché des carburants alternatifs, et en particulier des carburants à émissions nulles, se

trouve encore aux premiers stades de développement et la technologie évolue rapidement.

Ce développement est susceptible d'avoir une incidence sur la demande de carburants

alternatifs et, par conséquent, sur les infrastructures pour carburants alternatifs dans tous

les modes de transport ».

Sur les prix :

« La transparence des prix est essentielle pour garantir une recharge et un ravitaillement

faciles et fluides. Les utilisateurs de véhicules fonctionnant avec des carburants alternatifs

devraient disposer d'informations précises sur les prix avant le début de la session de

recharge ou de ravitaillement. Les prix devraient être communiqués d'une manière

clairement structurée afin de permettre aux utilisateurs finals de distinguer les différents

éléments du prix facturé par l'opérateur pour calculer le prix d'une session de recharge ou

de ravitaillement et d'anticiper le coût total. Les exploitants de stations de recharge

devraient également être autorisés à facturer des frais supplémentaires, notamment en vue

d'éviter de bloquer l'utilisation du point de recharge par d'autres utilisateurs, pour autant

que ces frais soient clairement indiqués et communiqués avant le début de la session de

recharge ».

Etc...

De l'efficacité de l'application de cette réglementation dépendra le succès de la voiture électrique à l'horizon 2035.

Mais une réglementation ne suffira pas à corriger les points faibles des modèles électriques actuels qui demeurent la faiblesse de l'autonomie et le prix élevé des véhicules.

Cette réglementation AFIR a au moins le mérite de fixer un cadre pour l'établissement d'un réseau de charge européen. Il n'augmentera pas l'autonomie des véhicules et ne fera pas baisser les prix, mais il est de nature à lever certaines réticences, à condition d'être mis en œuvre promptement.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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11 avril 2024 4 11 /04 /avril /2024 15:42

Quelle électricité pour la voiture électrique ?

11 Avril 2024

La France fonctionne ( entre autres ) grâce à l'aide de 35 millions de voitures particulières*.

97% utilisent les carburants fossiles, environ 3% utilisent l'électricité fournie par une batterie.

*( Hors utilitaires légers...).

La généralisation de la propulsion électrique à l'ensemble du parc conduirait à une demande supplémentaire d'électricité de l'ordre de 70 TWh, soit +15%.

Cette quantité d'énergie, qui correspond à la production annuelle de 6 réacteurs EPR, demeure

somme toute raisonnable*, et sera parfaitement gérable à condition d'être prise en compte dans les plans.

*(La France gère déjà 57 réacteurs nucléaires, six de plus ne devraient pas changer la face des choses de l'atome....).

Le problème n'est donc pas là, l'énergie sera disponible.

Les puissances délivrées par les bornes de recharge sont variables, entre quelques kW pour les prises domestiques, et jusqu'à 350 kW pour les bornes « ultra rapides » ( aujourd'hui ), et peut-être plus d'un MW demain...

A l'exemple des chauffe-eau électriques, qui sont raccordés toutes les nuits ( et parfois le jour pour une « petite » charge complémentaire ), les voitures seront susceptibles d'être branchées la nuit pour être disponibles au matin.

Le parc de chauffe-eaux électriques en France est de 11 millions, selon l'ADEME.

Il correspond à une puissance max soutirée de 20 à 30 GW environ, qui est déjà préoccupante pour le gestionnaire du réseau qui a du établir des créneaux horaires ( Heures creuses...).

Les voitures électriques vont se comporter un peu comme des chauffe-eaux, beaucoup seront branchées la nuit, et d'autres, parfois les mêmes, seront branchées le jour ou la nuit sur des bornes publiques.

Si, par analogie avec les chauffe-eaux, les 35 millions de VEB sont branchés le soir sur des « petites » prises de 8 kW, la puissance atteindra près de 280 GW, soit près de trois fois la puissance maximale actuelle supportée par le réseau avant disjonction !!!

( Et il ne s'agit que des petits branchements domestiques ; il est facile d'imaginer le résultat avec des branchements sur des prises publiques de plusieurs dizaines de kW !! )

Il n'est donc pas question de lâcher dans la nature des millions de voitures électriques sans avoir préalablement pris des dispositions pour gérer les énormes demandes de pointes de puissance que le réseau ne pourrait pas supporter.

Or, des voitures électriques, il y en aura, car si elles ne seront pas toutes européennes, les chinois se chargeront de nous en procurer...Le chiffon rouge* de 2035 étant le meilleur argument de vente.

*( Non pas le drapeau de la RDC, mais celui brandi par Bruxelles...quoique ).

Tout cela est bien connu des gestionnaires de réseau.

Quelles sont les solutions pour éviter les embouteillages électriques sur le réseau RTE ?

Pour les bornes de charge domestiques, dont la puissance demeurera dans les limites des contrats « particuliers » ( entre 7 et 22 kW ), un système de créneaux horaires sera mis en place, le compteur Linky est fait pour cela. Mais la quantité d'énergie délivrée à chaque client sera évidemment modulée en proportion du nombre de VEB branchés sur le même transformateur de quartier, et du SOC ( State Of Charge ) de chaque batterie demandeuse.

( Par exemple, une batterie à 10% de charge sera prioritaire sur une autre déjà à 50%...L'état de charge de la batterie est « lisible » dans le BMS ).

Les chauffe-eaux seront priés de réduire leurs appétits électriques, soit en s'accouplant avec une pompe à chaleur*, soit en faisant appel à quelques panneaux solaires éventuellement mixtes, et si possible une batterie domestique.

*( Chauffe-eaux et chauffage des locaux, même combat )

Quant aux bornes publiques, elles sont déjà équipées pour ne délivrer que la puissance autorisée* par le réseau en fonction des possibilités du raccordement RTE ou du stockage local le cas échéant.

* ( Une borne de 350 kW pourra ne délivrer que 100 kW, voire moins, si le réseau régional est en surcharge à ce moment...).

Dans un deuxième temps, et afin de répartir la demande d'énergie dans le temps, on pourra recourir à la batterie domestique, déjà utilisée notamment en Allemagne. C'est une retombée de la production intermittente éolienne...

Voir :

https://siecledigital.fr/2023/07/03/batterie-domestique-adoption-europe/

Il est clair que la voiture électrique à batterie ne pourra remplacer à 100% son homologue à pétrole que si les infrastructures sont prêtes à l'accueillir :

- Augmentation des capacités du réseau de distribution électrique ( RTE ) .

- Développement du parc de bornes de recharge ( Domestiques et publiques ).

- Développement du réseau intelligent .

- Renforcement des capacités de puissance du réseau existant.

- Développement de l'intégration du système V2G ( Vehicle to Grid ) avec batterie domestique et panneaux solaires.

- Développement des moyens de compensation de l'intermittence des renouvelables.

Ces travaux devront être réalisés à temps ( 2035 ) pour accueillir en France les deux millions* de VEB qui doivent être mis annuellement en circulation conformément à l'ukase de Bruxelles.

* ( C'était le marché automobile en France avant la crise...).

On n'ose imaginer quelle serait la situation en cas de non préparation des structures nécessaires à leur utilisation, notamment les réacteurs nucléaires supplémentaires, les renforcements du réseau électrique pour la charge à domicile, la promotion du « smart grid », et bien sûr les bornes de charge rapide du réseau public.

Indépendamment des ukases de Bruxelles, il y a les réalités du marché qui imposent un rythme dépendant des moyens financiers des ménages, qui ont par ailleurs à engager des dépenses lourdes sur l'isolation des logements, la modernisation des appareils de chauffage, etc.

En France, le renouvellement du parc de voitures particulières ( Thermiques et électriques ) suit un rythme de 1,8 millions d'unités par an ( moyenne entre avant et après Covid ), dont environ 20% d'électriques.

Pour passer de 20% à 100% , un décret ne suffira pas si les structures sont insuffisantes, et si les prix demeurent trop élevés.

( Et si les défauts actuels des électriques ne sont pas corrigés ).

Selon l'évolution de ce taux de pénétration, et dans le meilleurs des scénarios, le remplacement complet du parc par des VEB serait réalisé autour de 2050.

Il nous faudra donc cohabiter avec les modèles thermiques encore pendant trois décennies.

Mais le marché de l'automobile ne concerne par que la France, ni même l'Europe.

Le parc mondial de véhicules légers dépasse le milliard d'unités.

De nombreux territoires ne pourront pas utiliser des véhicules électriques faute de réseau pour charger les batteries.

Le marché mondial des véhicules thermiques ne disparaîtra donc pas parce que Bruxelles l'aura décidé !

Ces véhicules peuvent cependant être décarbonés en utilisant des carburants issus de la biomasse ou de synthèse, qui sont proposés ici et là.

Les avantages de cette solution sont nombreux :

- Pas de révolution technologique, les modèles thermiques existants sont compatibles, avec des modifications mineures ( certains modèles existent déjà ).

- Pas d'émissions de CO2 fossile, donc conformité à la première exigence de la transition énergétique.

- Pas de dépendance au pétrole.

- Pas de dépendance à des matériaux exotiques, rares et/ou chers.

- Pas de problèmes de batterie, laquelle est un boulet pour la voiture électrique actuelle.

- Prix de revient ( des véhicules ) inférieur à l'électrique.

- Pas de problème d'autonomie.

- Réseau de distribution de carburant déjà existant. Le réseau actuel convient.

- Pas de nécessité d'un réseau de bornes de recharge électrique d'une puissance déraisonnable.

- Préservation du potentiel d'exportation dans les régions de la planète dépourvues de réseau de distribution électrique et condamnées à conserver les moteurs thermiques.

En contrepartie, le rendement énergétique du thermique demeure très inférieur à l'électrique,

Mais l'ennemi No 1, le CO2 fossile, est bien éliminé.

La Biomasse constituera, de toutes façons, une part importante des futures sources d'énergies car l'électricité ne pourra pas tout faire. Cette biomasse est donc appelée à un développement important.

( Centrales thermiques pour la compensation de l'intermittence des renouvelables, production de chaleur basse et moyenne température, remplacement des carburants fossiles dans les transports routiers, etc ).

Il n'est donc pas absurde d'envisager aussi son usage pour une partie des VPL et des VUL .

De là à proposer des voitures hybrides, il n'y a qu'un pas.

Il nous faudra peut-être gérer un marché où cohabiteront les électriques à batterie, les électriques à Hydrogène et pile à Hydrogène, les thermiques à biocarburants et e-fuels, les hybrides, ou quelque autre type non encore identifié.

Seuls les constructeurs les plus avisés pourront tirer leur épingle du jeu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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4 avril 2024 4 04 /04 /avril /2024 17:28

Voiture électrique, l'obsession de l'autonomie.

4 Avril 2024

L'arrivée de la voiture électrique a fait naître chez certains usagers un nouveau motif d'anxiété qui est l'obsession de l'autonomie engendrant la crainte de la panne sèche.

Les constructeurs en sont parfaitement conscients, qui rivalisent d'ingéniosité pour minimiser l'importance de ce « petit » défaut en affichant des performances d'autonomie qui, tout en étant parfaitement conformes aux normes officielles de mesures ( WLTP ) n'ont que de très lointains rapports avec la réalité de tous les jours.

C'est alors la double peine : l'autonomie réelle n'est pas celle que l'on attendait, et de plus elle

dépend des conditions de conduite, de la vitesse, et des conditions météo !!!

Précisons que ce « petit » problème n'a rien à voir avec le savoir faire des constructeurs d'autos, il est dû aux limites actuelles de la chimie des batteries, qui ne permet pas d'emporter toute l'énergie nécessaire, dans les limites d'un poids et d'un coût acceptables, et qui est très sensible à la température.

( On découvre à cette occasion la formidable supériorité du pétrole sur les autres sources d'énergie : Un petit bidon de 10 L en tôle suffit à transporter la même quantité d'énergie qu'une batterie de 500 kg dont le coût est 500 fois celui du petit bidon !

Certes, dans les moteurs, la différence de rendement atténue cet écart, qui demeure cependant énorme, et qui permet de comprendre combien il sera difficile de se débarrasser du pétrole ).

Dans un avenir, que l'on espère proche, la chimie des batteries va évoluer vers plus d'efficacité, et l'on pourra emporter deux ou trois fois plus d'énergie sans augmentation du poids, et même avec un coût plus raisonnable. On parle de l'horizon 2030...

Mais alors se posera un autre problème, qui est celui du temps de rechargement de cette super batterie, qui exigera des puissances électriques de bornes de recharge qui seraient inacceptables par le réseau ( On parle de Mégawatts!!!).

Il s'agit donc d'un problème sérieux, et non d'un simple contretemps que les bureaux d'études pourraient résoudre facilement.

On peut donc craindre que cette course à l'échalote entre la capacité de la batterie, son coût, son poids, le temps de rechargement, et la puissance des bornes de charge, ne perdure encore longtemps comme inhérente au principe même de la traction électrique à batterie.

Dans ce cas, il nous reste à espérer que ce vice congénital soit accepté par les utilisateurs, comme une rançon versée à la fée électricité en échange de ses bienfaits décarbonés*.

*( La voiture électrique permet à la fois de supprimer les émissions de CO2 fossile du véhicule et de diviser par trois le besoin en énergie.

Son intérêt n'est donc pas remis en cause.

Encore faut-il avoir de l'électricité elle-même décarbonée ).

Voyons de plus près cette histoire d'autonomie :

Une voiture thermique de gamme moyenne consomme environ 7 L/100 km dans les conditions classiques d'utilisation.

Avec un réservoir de 60 L son autonomie atteint donc 800 km. Le plein est réalisé en cinq minutes sur une borne standard.

7 L de carburant contiennent environ 70 kWh d'énergie ( moyenne entre super et gazole ).

Le rendement maximal d'un moteur thermique est d'environ 40% au banc, mais peut descendre à 15% en dehors de la zone la plus favorable de régime et de charge.

Le rendement moyen effectif est autour de 25%, ce qui correspond à une consommation énergétique de l'ordre de 18 kWh/100 km.

( Energie nécessaire pour faire avancer le véhicule ).

Le reste des 70 kWh est dissipé en chaleur...Un scandale à une époque où l'énergie va se faire rare.

La même voiture, avec une motorisation électrique, aura donc besoin de la même quantité d'énergie pour le même type d'utilisation.

( En fait, lors du passage à l'électrique, des modifications sont apportées pour réduire les pertes notamment au niveau des pneumatiques, et de la transmission, en sorte que la consommation est plutôt autour 15 kWh/100 km).

L'électricité est alors fournie par une batterie.

L'autonomie de la voiture dépend donc de la capacité de cette batterie.

La technologie actuelle des batteries permet d'embarquer 50 kWh dans une voiture moyenne.

( Le surpoids est ainsi « limité » à 3 ou 400 kg mais le prix demeure encore très élevé...).

Pour préserver la bonne santé de la batterie, on doit éviter de la décharger complètement, la capacité utile est donc autour de 90% de la valeur nominale, soit 45 kWh dans notre cas.

Ce qui donne à cette voiture électrique une autonomie théorique de l'ordre de 300 km, très loin des 800 km de notre pétrolette.

Mais ici intervient une particularité qui différencie le thermique de l'électrique, et qui change tout :

Sur une voiture thermique, le rendement varie entre 40% et 15% selon le point de fonctionnement du moteur. Sur route, à puissance élevée et à régime stabilisé, sur le cinquième rapport, il pourra être de 40%, alors qu 'en ville avec des changement de rapports et de régime fréquents, mais à puissance faible, il tombera à 15 ou 20%.

En sorte que le produit de l'énergie demandée par le rendement sera « relativement » constant.

La consommation sera donc elle aussi relativement constante.

( Une voiture thermique consomme quasiment autant en ville que sur la route...)

Par contre, sur une voiture électrique, le rendement est relativement constant, et très élevé, et donc la consommation est directement proportionnelle à l'énergie demandée.

On constatera par exemple une consommation de 10 kWh/100km en ville avec récupération d'énergie au freinage, et 20 kWh/100 km sur autoroute à 130 km/h.

( Quelquefois nettement plus que 20 kWh selon les marques… ) .

L'autonomie de la voiture électrique dépend donc au premier degré des conditions d'utilisation.

Une autonomie de 300 km en conduite « apaisée » à moyenne vitesse pourra alors se trouver réduite à 150 km sur autoroute à 130 km/h....

C'est donc la double peine :

Une autonomie déjà intrinsèquement faible, limitée par la capacité de la batterie, et en plus une autonomie variable du simple au double selon les conditions d'utilisation.

Que disent les catalogues et la publicité ?

La référence catalogue pour l'autonomie d'un VEB est le résultat obtenu lors des tests WLTP.

(Encore faut-il préciser s'il s'agit des tests en cycle mixte ou en cycle urbain avec récupération d'énergie au freinage. Le second est plus flatteur...).

La norme WLTP a ceci de commode qu'elle est parfaitement définie dans la suite des conditions de mesures, et donc incontestable, tout en étant parfaitement incompréhensible du commun des mortels.

( Les mauvaises langues diront que c'était un peu le but...).

Passer d'une voiture thermique à une électrique signifie donc quitter une autonomie assurée de 800 km pour une autonomie réduite à 300 km, voire beaucoup moins, fluctuante selon les conditions d'utilisation.

Et si, en plus, le réseau de bornes de recharge des batteries n'est pas à la hauteur des besoins, le succès commercial de ce nouveau produit de trouve compromis.

Ces limitations congénitales auraient pu être outrepassées par l'attractivité du prix de vente. C'est le contraire qui s'est produit puisque le prix des électriques dépasse de 20% celui des thermiques !

( Seuls les « geeks » et les écologistes convaincus achèteront le produit …).

Le lancement a cependant été couronné d'un certain succès grâce aux subventions de l'Etat et à certains avantages fiscaux; mais le procédé n'est pas tenable sur la durée et ne correspond à aucun modèle commercial viable. Il doit donc disparaître dès que les ventes atteignent un volume significatif, ce qui est le cas en 2023.

L'autre façon d'encourager les ventes consiste à développer les ZFE d'une part, et annoncer l'arrêt des ventes de voitures thermiques en 2035 d'autre part.

Mais, tous ces artifices n'effacent pas les problèmes décrits ci-dessus.

D'ici 2035, le marché du VE sera ainsi ballotté entre les réglementations dissuasives, les menaces, les incertitudes concernant les solutions alternatives comme l'hybride, la pile à Hydrogène, ou les biocarburants, et bien sûr les progrès, ou pas, sur les batteries, sans oublier les menaces de taxation du carburant électrique.

Le tout dans une chaleureuse ambiance de guerre économique entre l'Europe, l'ASIA PAC, et les USA, orchestrée par les détenteurs des cartes pétrolières, et/ou des gisements de cuivre, de Lithium, de Cobalt, ou quelques autres non encore identifiés et qui serviront de Joker pour les futurs affrontements.

Annexe.

Dans la vie de tous les jours les performances annoncées sous cycle WLTP sont rarement atteintes, c'est le moins que l'on puisse dire.

C'est pourtant cette valeur WLTP qui est mise en avant dans les placards publicitaires.

Prenons l'exemple de la E 308 Peugeot ( Exemple récent typique du modèle de moyen de gamme et de ce qui se fait de mieux aujourd'hui en la matière ), qui est plutôt dans le peloton de tête du point de vue efficacité énergétique :

Sur le modèle équipé d'une batterie de 54 kWh ( 51 kWh utiles ) l'autonomie WLTP en Cycle mixte est annoncée à 400 km environ, et 520 km en cycle urbain, grâce à la récupération d'énergie au freinage, et à la vitesse réduite évidemment.

Soit environ 13 kWh/100 km en cycle mixte et 10 kWh/100 en cycle urbain.

( Ce qui correspond à respectivement 1,3 et 1 Litre de super aux 100 km, saluons la performance...)

Mais sur autoroute il en va tout autrement. Et l'autonomie sur autoroute n'est pas prise en compte par le WLTP.

Ce qui signifie que l'on peut trouver n'importe quoi en pratique.

A 130 km/h, le moteur électrique d'une voiture de gamme moyenne est soumis à très rude épreuve, avec des régimes dépassant largement les 10 000 tr/mn* et des rendements qui commencent à sortir de la zone de confort, résultant en une consommation qui peut devenir exotique...

( Les voitures électriques sont dépourvues de boite de vitesse. Le régime de rotation du moteur est donc directement proportionnel à la vitesse de la voiture.

Le rapport de proportionnalité est un compromis entre la nécessité d'avoir un couple max dès le démarrage de la voiture, tout en gardant un régime de rotation dans les limites technologiques à vitesse max du véhicule.

Actuellement il est difficile de vendre une voiture, même en gamme moyenne, dont la vitesse max annoncée est inférieure à 150-170 kmh.

Il y a des moteurs conçus pour des régimes jusqu'à 18 000 tr/mn, mais dans les voitures de gamme moyenne, les prix interdisent ce type de moteurs, et les régimes sont alors limités à 10 ou 12 000 tr/mn, avec des vitesse max de 150 à 170km/h.

A 130 km/h ces moteurs sont déjà es des limites et les rendements baissent, entraînant des consommations parfois excessives ( 20 à 25 kWh/100 km ) affectant grandement l'autonomie.

C'est un paramètre très important à vérifier...)

On prend rarement l'autoroute pour rouler à 90 km/h, surtout pour un voyage de plusieurs centaines de km.

Or, à la vitesse autoroutière de 130 km/h une voiture, quelle qu'elle soit, consomme 25 à 30 % d'énergie de plus qu'aux vitesses sur routes limitées, ce qui nous fait environ 17 kWh/100 km pour la E 308. ( Ce sont des valeurs plutôt conservatives, la valeur exacte n'a pas été communiquée ).

L'autonomie est alors réduite à 300 km, en partant avec une batterie bien chargée et jusqu'à un point de décharge acceptable de la batterie ( ici environ 5%).

(On est déjà loin des 520 km du cycle urbain, et même loin des 400 km du cycle mixte WLTP).

Sur autoroute, on utilise la charge rapide ( Qui irait payer l'autoroute pour accepter de perdre une heure ou plus à chaque recharge?).

La batterie de la E-308 accepte une puissance de charge de 100 kW, correspondant au régime 2C qui est maintenant la norme.

Pour maintenir la batterie en bon état et la faire durer longtemps, il est recommandé de ne pratiquer les charges rapides fréquentes que dans les limites de 20% et 80% de sa capacité.

C'est une règle générale dont le respect est fortement conseillé par les fabricants de batteries.

( Les bornes rapides bien conçues savent cela et limitent d'elles-même la charge à 80% . Au-delà le courant de charge est alors réduit considérablement, ce qui dissuade le client de persister, surtout si d'autres clients attendent leur tour...).

Notre batterie de E-308 récupérera donc au maximum 30 kWh lors d'une charge rapide sur une borne de 100 kW , en vingt minutes environ,

( 60% de 50 kWh ).

Avec ces 30 kWh, la voiture pourra donc parcourir 180 km, qui lui permettront d'atteindre la prochaine borne de charge ( s'il y en a une disponible...).

Donc, pour un long voyage sur autoroute, à vitesse autoroutière, notre 308 pourra parcourir 270 km en partant avec une batterie chargée à 100%, jusqu'à atteindre les 20% de réserve de capacité et donc le premier arrêt à une borne rapide.

Ensuite il lui faudra recharger ( de 20% à 80% ) tout les 180 km.

Adieu l'autonomie WLTP...

Il lui faudra donc recharger quatre fois sur borne rapide pour un trajet de 800 km...

Dans le meilleur des cas, une recharge de 20% à 80% sur borne de 100 kW dure vingt minutes pour une batterie de 50 kWh.

Soit une heure et vingt minutes, sans compter le temps perdu bien sûr, surtout s'il y a un peu d'affluence aux bornes...

Cette gymnastique de trapèze volant de borne en borne n'est pas du goût des usagers habitués à faire huit-cent km avec leur bon vieux quatre cylindres à gazole en s'arrêtant une ou deux fois quelques minutes pour une petite vidange personnelle..

Cette « particularité » de la voiture électrique de gamme moyenne n'est pas claironnée dans les dépliants publicitaires, et à peine évoquée dans les entretiens avec le vendeur, dont le rôle est de conclure une vente et non pas de s'attarder sur les points faibles.

Ces « petits » embarras sont rapportés par le bouche à oreille, et diffusés par les réseaux sociaux, distordus selon les opinions préconçues des rédacteurs.

Quant à la Presse spécialisée, sa liberté d'expression est inversement proportionnelle à ses ressources publicitaires.

Il en résulte que, plutôt qu'être pris en compte comme une caractéristique inhérente à la voiture électrique, le problème de l'autonomie réduite des VEB est devenu une rumeur dont on ne sait plus très bien sur quoi elle est fondée.

Il y a en France 30 Millions de ménages, dont 84% sont motorisés, soit 25 Millions.

40% de ces ménages possèdent deux voitures.

Le total du parc atteint ainsi 35 Millions de véhicules particuliers.

Source :

https://www.insee.fr/fr/statistiques/4277714?sommaire=4318291

Aujourd'hui, le parc de voitures électriques ( VEB ) en France est très faible* ( < 3% selon l'AVERE ). Les problèmes évoqués ici n'affectent encore qu'une faible part de ces 3%.

* (Les hybrides ne sont pas comptés ici. Ils ne sont évidemment pas concernés par les problèmes d'autonomie. Ils appartiennent à la catégorie PHEV).

Les usagers de VEB déjà confrontés à ce problème d'autonomie sur autoroute ne sont donc pas encore nombreux.

La question demeure encore de savoir quel sera le bon compromis entre la capacité des batteries, le nombre de bornes de charge, leur puissance, le régime de charge des batteries ( 1C, 2C, 3C, davantage ? ), les tarifs de recharge dans ces différents modes, et la taxation sur cette électricité.

Toutes questions qui n'incitent pas à investir dans un domaine aussi manifestement encore en phase de mise au point.

 

 

 

 

 

 

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12 mars 2024 2 12 /03 /mars /2024 17:47

La nouvelle mode de l' « Electric car bashing »

12 Mars 2024

On sait ( Voir écoles de commerce ) qu'un système de subventions d'Etat mis en place pour inciter les consommateurs à acheter tel produit ou tel équipement ne peut pas perdurer bien longtemps car il ne correspond à aucun modèle économique d'une part, et représente d'autre part une charge financière considérable insupportable budgétairement en cas de succès au-delà d'un certain seuil.

De plus il n'est pas une incitation pour l'industriel à rechercher une optimisation des coûts de production, surtout si les subventions représentent une part significative de ce coût.

La subvention s'apparente alors à une rente de situation dont le seul bénéficiaire est l'actionnaire.

La suppression brutale de cette subvention est alors un coup dur qui impacte à la fois les constructeurs qui sont confrontés aux vrais prix du marché concurrentiel, et les clients qui voient les prix augmentés du montant de l'ex-subvention.

Il est donc normal de constater un impact sérieux sur le niveau des ventes.

Un nouvel équilibre doit alors être recherché pour revenir dans une phase commerciale classique et retrouver la physionomie « normale » du marché.

( Si tant est que l'on puisse définir ce que l'on entend par physionomie normale, généralement une part de marché...).

C'est vrai pour la voiture électrique, mais aussi pour la pompe à chaleur, la rénovation des bâtiments, etc.

La voiture électrique en est arrivée au stade où elle pourrait lâcher ses béquilles et avancer toute seule vers la conquête de parts de marché non subventionné. Ce passage doit normalement créer un trou d'air sur les ventes, variable selon la brutalité avec laquelle les subventions sont supprimées.

Ce coup de mou devrait être comblé rapidement si le produit répond aux attentes des clients.

Mais la voiture électrique est un cas particulier :

Pour la première fois dans l'histoire de la technologie, il s'agit de remplacer un produit qui donne déjà toutes satisfactions aux clients, par un nouveau produit plus onéreux mais dont les prestations sont d'un niveau inférieur à celui atteint par l'ancien modèle.

Notre école de commerce nous apprend qu'une telle démarche est assurée de l'échec, sauf si de nouveaux arguments de vente sont mis en valeur, qui amènent le futur client à passer outre les défauts ( de jeunesse?) du nouveau produit.

Pour la promotion de la voiture électrique, les arguments choc avancés sont les suivants :

- Participer activement à la réduction des émissions de CO2.

- Participer activement aux économies d'énergie grâce au rendement énergétique des VE très supérieur à celui des thermiques.

- Accéder librement aux zones ZFE.

D'autres arguments, moins convaincants car non vérifiables sur la durée :

- Se préparer à la disparition du pétrole.

- Réduction drastique du budget carburant.

- Réduction des frais d'entretien.

Les éventuels inconvénients tels que l'autonomie faible, très dépendante des conditions de conduite, le maillage sporadique du réseau de rechargement, la grande sensibilité aux conditions climatiques, la difficulté de revente, le coût exorbitant d'un éventuel remplacement de la batterie, etc, sont minimisés grâce à une argumentation ambiguë et une publicité très volontariste.

( Par exemple celui-ci : « on appréciera l'avantage d'une recharge longue, qui laisse le temps d'aller casser la croûte »...Avec deux enfants qui attendent : papa, on arrive quand ? ).

C'est avec ce sac à dos de pour et de contre, abondamment relayés par les réseaux sociaux, que le VE doit désormais faire son chemin, sachant que les modèles thermiques se portent toujours bien, merci, qu'ils sont nettement moins chers que les électriques, que le pétrole coule toujours à flot pour un prix encore acceptable, et que les ZFE ne concernent encore qu'une minorité d'automobilistes.

Les autorités elles-mêmes n'ont qu'une confiance limitée dans les arguments « pour » le VE, au point qu'elles ont estimé devoir faire appel à la force pour éliminer la concurrence thermique, qui se trouve ainsi, de la par la Loi européenne, condamnée à l'exil à partir de 2035, date à partir de laquelle il sera interdit de proposer à la vente des voiture neuves thermiques en Europe.

( C'est dire assez la confiance mise dans l'aptitude du VE à se faire une place sur ce marché exigeant ! ).

L'idée de départ est honorable :

Il s'agit en fait de ramener à zéro les émissions de CO2 des voitures neuves.

( Pour les « vieilles » on verra plus tard...)

Mais les émissions de CO2 des voitures sont une chose, et l'empreinte carbone de l'automobile en est une autre.

Or cette empreinte CO2 du VE est significative si l'on prend en compte toutes les étapes du processus automobile :

Extraction des matériaux, raffinage des produits bruts, transport, fabrication des véhicules, production de l'électricité, construction et entretien des stations de rechargement, recyclage des VE en fin de vie, traitement des déchets, toutes étapes que le VE doit parcourir, et qui toutes génèrent du CO2.

Avec en plus, l'inconvénient pour le VE de faire appel à des matériaux au coût élevé et dont l'approvisionnement pose problème ( Cuivre, Lithium, Cobalt, etc ).

L'analyse comparative de la véritable empreinte carbone des deux types de motorisation, électrique et thermique, laisse planer un doute ( c'est un euphémisme ) sur la supériorité « à priori » de l'électrique, surtout si l'on tient compte de l'origine de l'électricité utilisée.

Reste alors les avantages indéniables de l'électrique, l'absence d'émissions toxiques et la réduction de la consommation énergétique finale.

Un autre débat collatéral qui n'a pas été abordé est le rôle possible des biocarburants.

Sauf décision qui serait passée inaperçue de nos radars, la biomasse fait partie du panier de la ménagère soucieuse de sauver le climat de la Planète.

D'ailleurs cette biomasse est largement évoquée à propos de l'alimentation des centrales électriques chargées de la compensation de l'intermittence des renouvelables.

Par ailleurs, les biocarburants et le biogaz sont déjà utilisés pour alimenter les véhicules à moteurs thermiques, avec succès.

Pourquoi ces sources d'énergie seraient-elles bannies du secteur des transports ?

Elles pourraient largement contribuer à assurer la décarbonation des transports, permettant de faire cohabiter l'électrique et le thermique pendant plusieurs décennies et laisser le marché s'équilibrer entre les différentes solutions, y compris même peut-être l'hybride sous conditions.

Toutes ces considérations sont abondamment relayées par les réseaux sociaux et la presse spécialisée, qui fait volontiers le « buzz » sur les inconvénients (réels ou imaginaires ) plutôt que sur les points positifs tant il est vrai que les trains qui arrivent à l'heure n'intéressent personne...

La presse, relayée par les réseaux, remplit son rôle d'informateur en diffusant l'état des technologies en rapport avec la voiture électrique, état qui donne l'image d'un foisonnement de nouveautés témoignant d'un manque de maturité évident. D'où il ressort que la meilleure voiture électrique, c'est celle qui sera mise sur le marché le mois prochain ou l'année prochaine. Cette information est nécessaire, mais aussi peut être dissuasive car elle suggère que le VE n'est pas le meilleur placement, pour un acheteur qui croit encore faire une « bonne affaire » en achetant un produit qu'il pourra revendre dans quelques années, alors qu'en réalité il est en train d'essuyer des plâtres...

La dernière en date des vraies fausses nouvelles est l'arrivée prochaine d'une taxation sur les voitures électriques.

Aujourd'hui les carburants fossiles de nos autos sont lourdement taxés, constituant pour l'Etat français une recette annuelle de plus de 50 Milliards d'euros.

Dans l'hypothèse d'une électrification totale de ce parc auto, cette recette fiscale disparaîtra.

Elle devra être bien évidemment compensée par une autre recette d'un montant équivalent.

Actuellement ce changement de portage n'a pas été annoncé, ce qui laisse le champ libre aux imaginations débridées qui nous prédisent l'avenir sur les réseaux sociaux.

Il y aurait donc dans l'air un projet de taxation des voitures électriques, purement imaginaire* pour le moment, mais …

* ( pas si imaginaire que çà puisque nous avons déjà la taxe sur le surpoids, qui doit s'appliquer dès cette année...et le surpoids, le VE le connaît bien ).

Voilà donc un nouveau caillou dans la chaussure du VE, qui se serait bien passé de cette menace sur son principal avantage, son budget carburant annoncé « dérisoire ».

Il y a bien une solution radicale pour provoquer l'abandon des voitures thermiques et la ruée vers l 'électrique, c'est la taxe carbone.

Hélas, ce malheureux pétrole est surtaxé, la place est donc déjà prise et toute nouvelle surtaxe entraînerait le retour de l'explosion sociale déjà expérimentée il y a peu d'années.

( Rappelons que les carburants pétroliers supportent déjà une taxe sur la taxe, l'ensemble résultant en un sac à dos fiscal de 50% ).

Par ailleurs, le vrai prix du carburant électrique est un peu l'arlésienne, il dépend de l'origine de l'électricité achetée : domicile, borne publique basse puissance, borne gratuite (?), borne de station routière de puissance moyenne, ou d'autoroute, de forte puissance, de très forte puissance, charge rapide ou pas, gestionnaire(s) des bornes, etc.

En sorte qu'il est pratiquement impossible d'établir un budget carburant, ce qui est « gênant » pour un projet d'achat supposé générer un forte économie sur le carburant !

Bien sûr ces inconvénients sont le propre d'une nouvelle application, et la situation ne peut que se clarifier avec le temps.

Mais quel temps ? Cinq ans, Dix ans ?

La voiture électrique existe depuis déjà plus de dix ans.

Elle est technologiquement au point et a apporté la preuve de son efficacité.

Mais il subsiste un gros problème lié à la batterie.

La capacité spécifique des batteries actuelles ( kWh embarqués par kg de poids ) ne permet pas économiquement de proposer des voitures utilisables à la fois pour des trajets journaliers urbains ou péri-urbains et des trajets de longue distance, alors que la voiture thermique n'a pas ce problème.

Le client éventuel d'un VE doit donc faire un choix budgétaire :

Soit acheter un véhicule « raisonnable » équipé d'une batterie de 30 kWh pour l'usage quotidien, mais il devra conserver sa voiture thermique pour les besoins longue distance.

Soit acheter une voiture de haut de gamme avec une batterie de 150 kWh permettant les longues distances, mais complètement déraisonnable budgétairement pour les trajets journaliers.

Cette équation n'a pas encore reçu de solution.

( Ou plutôt si, mais çà nous ramène à l'hybride, qui donne des boutons aux écologistes et ne respecte pas l'ukase de Bruxelles. Et n'est pas budgétairement dans les clous...)

Tant que ce dilemme subsistera, la voiture électrique sera essentiellement une seconde voiture en complément d'une thermique. Mais le thermique étant banni à partir de 2035, sa survie est compromise, même en occasion. Ce qui nous ramène au cas précédent.

Tout ces vrais ou faux problèmes, et toutes ces rumeurs entravent l'enthousiasme des éventuels futurs acheteurs de VE, habitués aux voitures thermiques dépourvues d'états d'âme et toujours prêtes à remplir leur mission sans exiger préalablement des soins attentifs, et sans devoir établir préalablement une feuille de route en fonction de la présence, ou pas, de bornes de rechargement.

Ces « petits » inconvénients sont amplifiés par les réseaux sociaux et deviennent des repoussoirs pour une clientèle peu soucieuse d'acquérir un objet qui leur posera plus de problèmes qu'il n'en résoudra.

Et que dire de la valeur de revente, pour un véhicule qui dans deux ou trois ans fera figure d'ancêtre dépassé par les progrès des nouveaux modèles, et dont la batterie aura perdu 15 ou 20% de sa capacité d'usage et dont le remplacement coûte plus cher que la voiture ?

( Une voiture électrique avec une batterie morte n'est plus qu'un morceau de fer...).

 

Dans ce contexte, pour le moins incertain, il peut paraître raisonnable de choisir la location ( LOA ou LLD ) plutôt que l'achat classique.

Mais cette solution est limitée en kilométrage annuel, le premier loyer est souvent salé, et les frais de remise en état peuvent être « surprenants ».

Les mises en garde propagées par une certaine presse, et relayées par les réseaux sociaux sont parfois fantaisistes, mais certaines correspondent à des réalités auxquelles le futur acheteur doit attacher une attention particulière en fonction de l'usage qu'il envisage pour son futur achat, sous peine de devoir subir des déboires qui seront à leur tour rapportés sur les réseaux sociaux, grossissant ainsi la rumeur et alimentant le « bashing ».

Entre le matraquage publicitaire portant le VE aux nues et le bashing tous azimuts des réseaux sociaux, le client éventuel ne dispose pas des éléments concrets pour un choix de « bon père de famille » ; l'attentisme est alors souvent la solution la plus raisonnable.

2035 c'est encore loin, et une directive européenne peut toujours en cacher une autre...

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4 mars 2024 1 04 /03 /mars /2024 19:00

 

La transition énergétique à la croisée des chemins.

4 Mars 2024

- La période des grands discours au sujet de la meilleure façon d'effectuer cette transition énergétique est terminée. Maintenant est venu le temps d'agir.

Et donc se se colleter avec les vrais problèmes, ceux qui ne peuvent pas se résoudre avec de beaux rapports illuminés de graphiques multicolores.

Quelques-uns de ces problèmes de terrain commencent à apparaître.

On aurait pu croire que la transition énergétique consistait « simplement » à remplacer quelques installations d'extraction de produits fossiles par d'autres installations de production, certes un peu plus sophistiquées, mais déjà identifiées et validées, donc sans surprise et sans problèmes de fond. Il n'y avait qu'à...

Que nenni.

- Pour l'essentiel, notre monde de machines fonctionne sur le principe de la combustion des fossiles. Même les besoins d'électricité sont satisfaits majoritairement par des machines à combustion ( Centrales électriques à fuel, Gaz naturel, beaucoup fonctionnant encore au charbon... ).

Or, les nouvelles sources d'énergie renouvelables produisent principalement de l'électricité, qui ne peut pas servir à alimenter des moteurs thermiques ( Turbines ou moteurs à combustion interne ).

Il y a donc deux voies possibles : soit remplacer les fossiles par de la biomasse, soit remplacer toutes les machines thermiques par des électriques.

Nous devrons probablement faire les deux.

La solution de la biomasse rencontre ses limites dans la déforestation induite, le conflit avec les cultures vivrières, et l'absence de gain sur les rendements énergétiques.

Quant à l'électrification des machines, elle suppose préalablement l'établissement de réseaux de distribution, ce qui limite son usage à des pays déjà développés.

( Et, sauf erreur, la transition énergétique sera mondiale, ou ne sera pas...).

La première inconnue est donc la future répartition entre électricité et biomasse ; cette incertitude n'est pas favorable à la planification des investissements qui nécessitent un minimum de visibilité à long terme.

D'autant plus qu'il y a encore beaucoup de questionnements sur les biocarburants de troisième génération, et quant à l'Hydrogène naturel, qui n'est encore qu'un fantasme, il est cependant suffisamment crédible pour susciter un certain attentisme chez les décideurs en créant un espoir qui sera peut-être déçu.

- La croissance de la production d'électricité éolienne et solaire a mis en évidence les inconvénients d'une production soumise aux caprices des éléments, qui peuvent générer une forte baisse de production de longue durée ( plusieurs semaines, voire plusieurs mois).

La nécessité de compenser ces périodes maigres par des installations de production de base pilotables n'est désormais plus contestée.

( L'illusion d'un foisonnement de la production a été démentie par l'expérience ).

L'hydroélectrique ou les batteries sont pilotables avec des temps de réponse très courts, mais leur capacité énergétique est trop faible pour intervenir sur des durées supérieures à quelques heures.

Aujourd'hui les moyens de secours long terme sont des centrales à Gaz naturel ou à fuel, voire même des centrales à charbon, qui devront demain être alimentées avec du Biogaz ou de la Biomasse solide ou liquide.

Mais, faire de l'éolien et du solaire pour échapper aux centrales thermiques, et se retrouver avec des centrales thermiques pour compenser l'intermittence de l 'éolien et du solaire, voilà qui n'est pas sans rappeler certains Shadoks de notre enfance...

Ce problème de fond n'est toujours pas résolu.

En France, l'Hydroélectrique de barrages a pu être considérée comme un excellent moyen de pallier les défaillances de l'éolien et du solaire, mais d'une part les quantités d'énergie disponibles seront vite épuisées ( Quelques jours...) et d'autre part cette eau sera précieuse pour aider l'agriculture dans les périodes de sécheresse qui sont annoncées ; elle ne pourra donc pas servir pour les deux fonctions...

A ce problème de fond vient s'ajouter le problème de l'emprise territoriale et maritime des parcs de production éolienne et solaire.

La montée en puissance de cette production intermittente pose en effet un problème d'acceptabilité difficilement surmontable, qui conduira à en limiter la part dans le mix énergétique.

Ces évaluations n'ont toujours pas été effectuées.

Les rôles respectifs des énergies renouvelables sont donc encore à définir, ce qui complique les prévisions d'investissements dans telle ou telle filière.

( Il va de soi qu'il n'est pas question d'investir massivement dans toutes les filières, il faudra donc faire des choix...).

Certains ont tenté de glisser ce problème d'intermittence sous le tapis en évoquant la possibilité d'inverser le système de distribution électrique actuel qui consiste à adapter la production à la demande.

Bons sang mais c'est bien sur, il suffirait d'adapter la demande à l'offre d'énergie !

Nous leur souhaitons bien du plaisir...

D'autres encore ont suggéré de reporter ce problème d'intermittence à la charge des utilisateurs grâce à la généralisation d'un système de production locale à base de panneaux solaires et de batteries domestiques, le tout couplé à la batterie d'un véhicule électrique ( genre « cybertruck » de Tesla ) , une sorte d'usine à gaz d'intérêt local mais dont on ne voit pas le début du commencement de la réalisation.

Les amoureux de la pile à combustible voient dans l'électrolyse la solution pour le stockage de longue durée, l'Hydrogène obtenu pouvant de plus être utilisé à toutes les sauces dans la filière Hydrogène, l'électricité étant reconstituée grâce aux piles à Hydrogène.

Aucune de ces « solutions » n'a encore pu être validée, en sorte que le problème de la compensation de l'intermittence des renouvelables demeure entier.

- Ce contexte peu rassurant conduit inévitablement à reconsidérer la production d'électricité nucléaire comme un moyen honorable de recours permettant au moins de passer cette phase d'incertitude concernant les capacités des renouvelables à prendre le relais des fossiles dans toutes les applications.

Mais il s'agit d'une technologie à ne pas mettre entre toutes les mains, et donc qui ne peut être disséminée comme l'éolien, le solaire, l'hydroélectrique, la géothermie, ou le thermique à biomasse, que l'on peut installer partout.

D'autre part, il y aura des choix à faire entre le « gros » nucléaire ( genre EPR ) et le « petit » nucléaire type « SMR » ou « Nuward », choix qui engageront l'avenir pour plusieurs décennies.

Donc, pour le nucléaire également, les prévisions d'investissements manquent encore de bases de décisions car certains problèmes de fond ne sont pas encore éclaircis.

Ainsi, le choix des systèmes de production d'énergie renouvelable est très loin d'être arrêté. Sachant qu'il faudra investir des milliers de Milliards, on comprend que les décideurs ne soient pas pressés.

Mais ce n'est pas tout.

- Le choix des sources d'énergie de substitution est une chose, l'utilisation de cette énergie en est une autre. Quelles que soient les futures sources d'énergie renouvelables utilisées, tout le monde s'accorde à reconnaître que les quantités disponibles seront très inférieures à celles que les fossiles nous dispensent jusqu'à présent, et pour encore quelques années.

Il nous faudra donc les utiliser avec parcimonie.

Ce programme d'économie est donc un autre volet de la transition, tout aussi important que le changement des sources d'énergie.

D'abord il faudra réduire drastiquement l'écart entre énergie primaire et énergie finale.

C'est le remplacement des moteurs thermiques par des moteurs électriques là où c'est possible, et à condition que l'électricité soit produite à partie de sources décarbonées ou à carbone recyclable.

C'est également utiliser la cogénération pour valoriser la chaleur perdue.

( Y compris peut-être pour les centrales nucléaires ? ).

C'est enfin puiser dans l'immense réservoir d'énergie géothermique de surface en généralisant les pompes à chaleur pour la production de chaleur basse température.

Dans le même temps il « faudra » développer un programme pour l'utilisation rationnelle de l'énergie.

Non seulement pour l'isolation thermique des bâtiments et leur conception, mais aussi pour l'optimisation des transports routiers, ferroviaires, maritimes, aériens, et pour l'ensemble des usages de l'énergie dans toutes les activités, y compris les loisirs et le sport.

Il s'agit donc, non seulement de puiser notre énergie à des sources différentes, mais également reconditionner toutes les utilisations de l'énergie pour les adapter à un régime de parcimonie afin de remplacer le régime actuel de gaspillage sans contrôle.

Sans parler de la nécessaire remise en question de certains modes de vie très énergivores, mais peut-être pas tout à fait indispensables au bien-être des peuples...

( La fameuse « règle » des quatre voyages touristiques en avion par an est une proposition provocatrice, mais c'est un peu l'idée...).

Le principal obstacle à une mobilisation planétaire est la disponibilité persistante des énergies fossiles, à un coût encore gérable. Cette situation n'incite pas vraiment à mobiliser des investissements colossaux pour renverser la table et prendre le risque de déstabiliser un équilibre industriel, économique, et social, qui amorcerait une phase de désordres permanents incontrôlables.

( On connaît hélas l'issue des crises économiques...)

Un exemple des conséquences possibles d'une décision en accord avec la volonté de réduire la consommation d'énergie fossile nous est donné par le remplacement des voitures thermiques par des voitures électriques.

Ce changement de technologie comporte naturellement quelques difficultés, comme toute innovation.

Les difficultés rencontrées portent non pas sur le véhicule lui-même, dont la conversion ne pose aucun problème vraiment nouveau, mais sur l'alimentation du véhicule en électricité.

A la fois la quantité d'énergie embarquée pour assurer une autonomie acceptable, et le réseau de recharge des batteries pour éviter de passer plus de temps à recharger qu'à rouler, posent problèmes pour lesquels les solutions tardent à arriver.

A ces deux problèmes vient s'en ajouter un troisième, peut-être le plus important, qui est la nécessité d'un réseau de distribution électrique d'une part, et capable de délivrer les puissances nécessaires à la recharge des batteries d'autre part.

Conditions qui ne sont satisfaites que dans les pays développés. Ailleurs, seules les agglomérations disposent des structures électriques suffisantes.

.Dans ces conditions il est clair que la voiture électrique ne pourra pas satisfaire la totalité du marché mondial, qui concerne un parc de plus de un Milliard de véhicules.

Les constructeurs devront donc s'adapter à ce double marché, les choix ne sont pas évidents car ils mettent enjeu l'avenir de l'industrie automobile.

Seuls ceux qui auront fait les bons choix survivront après 2050...

La transition énergétique ne sera donc pas un long fleuve tranquille.

D'autant plus que d'autres milliers de milliards devront être dépensés pour réparer les dégâts déjà inévitables causés par le changement climatique.

Il reste encore à évaluer le problème de fond qui est de savoir s'il y aura assez d'énergie pour donner aux onze Milliards de terriens, prévus par l'ONU au siècle prochain, un niveau de vie décent en rapport avec les standards des pays développés actuels.

Sinon, on fait quoi ?

Parler de « croisée des chemins » est un euphémisme. Il s'agit en fait d'un gigantesque chantier sans chef de chantier, où s'affrontent des intérêts contradictoires, où chacun tâche de préserver ses propres intérêts et son indépendance tout en renforçant ses positions sur les marchés internationaux.

Le tout dans une atmosphère délétère de changement des équilibres mondiaux, voire d'affrontements guerriers, où il devient plus important de fabriquer des obus que des batteries de voitures électriques...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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24 février 2024 6 24 /02 /février /2024 15:02
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24 février 2024 6 24 /02 /février /2024 10:39

Voiture électrique, toujours des histoires d'autonomie.

24 Février 2024

La course à l'échalote vers des autonomies miraculeuses des voitures électriques contribue au contraire à ternir leur réputation. Les clients qui achètent un tel véhicule sur la foi des chiffres officiels d'autonomie WLTP mis en avant par les constructeurs de VE déchantent lorsqu'ils sont confrontés à la réalité du terrain.

Cela nuit à la réputation des VE qui sont, par ailleurs, d'excellentes voitures.

Ces petits « arrangements » publicitaires peuvent dégoûter l'automobiliste qui acquiert son premier VE et qui découvre l'angoisse de la panne sèche, contrariété qu'il n'imaginait pas devoir affronter régulièrement avec, en sus, un réseau de rechargement de batteries dont la fiabilité et la densité sont « perfectibles ».

Voici un exemple typique :

Tel modèle récent de « petite » voiture électrique équipée d'une batterie de 60 kWh annonce une autonomie WLTP de 470 km, suffisante pour décider un client à acquérir l'objet.

Mais dans le monde réel, hors des catalogues, règnent les lois de la physique et de la technologie, qui sont insensibles aux arguments de ventes les plus convaincants.

Les batteries au Lithium de la technologie actuelle sont très performantes à conditions de respecter certaines précautions d'utilisation sous peine de voir leur durée de vie compromise, ou leurs caractéristiques dégradées.

Par exemple ( entre autres ), ne jamais décharger la batterie en dessous de 5% de sa capacité nominale, ne jamais la surcharger au voisinage de sa tension maximale, ne jamais la charger si sa température est inférieure à 0°C, et toujours surveiller sa température de fonctionnement qui doit demeurer de préférence entre +10 et +50 °C, ses meilleures performances étant obtenues entre +20°C et 40°C, etc...

Ces conditions sont, en principe, respectées grâce d'une part au BMS de la voiture, et d'autre part au logiciel de la borne de chargement qui ne délivre la puissance demandée que si les conditions requises sont vérifiées.

D'autre part, dans le mode charge rapide, les bornes de charge limitent automatiquement le mode rapide à 80% de charge pour éviter une surchauffe de la batterie, en particulier si le système de refroidissement de la batterie n'est pas suffisamment dimensionné.

( Les batteries actuelles au Lithium à électrolyte liquide sont sujettes à l'emballement thermique si leur échauffement n'est pas promptement maîtrisé ).

Sur un trajet autoroutier, la partie utilisable de la batterie de 60 kWh sera donc de 45 kWh.

Par ailleurs, sur autoroute , à 120 km/h, la consommation d'une voiture électrique moyenne est autour de 20 kWh/100 km ( au mieux...).

Entre deux arrêts pour recharge, l'autonomie sera donc de 225 km.

C'est-à-dire moins de la moitié de l'autonomie annoncée dans le dépliant publicitaire.

Cet écart énorme, et systématique, dépasse l'entendement* et ce résultat devrait être clairement signalé à l'acheteur, ce qui n'est évidemment pas le cas, ou alors de manière très vague.

( Cet écart provient de la très grande différence de capacité énergétique spécifique entre l'essence et la batterie au Lithium :

14 kWh/ kg pour l'essence et seulement 0,2 kWh/ kg pour la batterie Lithium.

 Une batterie Li actuelle de 60 kWh pèse ainsi environ 300 kg, ce qui est un maximum de surpoids tolérable pour un véhicule de tourisme.

Malgré son meilleur rendement énergétique, le VE à batterie doit supporter ce handicap, en attendant l'aboutissement des recherches sur des technologies nouvelles...)

* ( cette faible autonomie sur autoroute est encore réduite si la climatisation est utilisée, et/ou en cas de vent contraire et/ou de profil montagneux de la route , et/ou de pleine charge du véhicule, et/ou d'ajout d'une remorque...).

L'autonomie annoncée par le dépliant correspond à des conditions d'utilisation définies par le protocole WLTP parfaitement officiel, mais qui correspondent à des usages qui n'ont rien à voir avec les conditions autoroutières.

Ceci devrait être clairement exposé à l'acheteur, ainsi que les problèmes qu'il rencontrera dans des conditions hivernales ou estivales, avec ou sans climatisation, avec ou sans remorque, ainsi que les conditions de recharge compatibles avec le modèle convoité ( Notamment le régime de charge rapide supporté par la batterie ).

A ce problème d'autonomie, inexistant pour les voitures thermiques, s'ajoute le problème de la charge rapide.

La charge d'une batterie peut s'effectuer à faible courant, typiquement C/0,1 qui correspond à une puissance de 6 kW pour une batterie de 60 kWh, dans le cas d'une charge sur un chargeur adéquat. La durée de la charge complète est alors de 8 à 10 heures.

C'est la configuration « charge à domicile », compatible avec les possibilités des contrats ENEDIS classiques, mais avec un chargeur dédié évidemment car le courant est quand même de 25 Ampères !

La charge peut également s'effectuer rapidement, voire très rapidement, sur une borne capable de délivrer un très fort courant, et donc une très forte puissance, à condition que la batterie soit spécifiée apte à supporter ce régime.

Pour un régime de charge à C 3 par exemple, notre batterie de 60 kWh sera rechargée à 80% en un quart d'heure sur une borne de 150 kW.

Mais le régime C 3 n'est pas accepté par toutes les batteries, les meilleures acceptent C2 dans cette gamme de produits.

( Car il y a aussi une échelle de performances pour les batteries. La capacité est une chose ; mais la fiabilité, les conditions de recharge, la résistance interne, la gamme de température, le cyclage, le système de refroidissement, etc, sont des paramètres qui font la différence entre une bonne batterie et une batterie lambda. Et le prix bien sûr...).

Il existe également des bornes de 350 kW, qui correspondent au futur marché de la charge rapide des batteries de 150kWh qui sont aujourd'hui dans le haut de gamme mais sont appelées à équiper le moyen de gamme dans quelques années. Ces bornes seront compatibles avec les deux standards ( 400 V et 800 V ).

Entre 6 kW et 350 kW il existe toute une famille de bornes de charge de puissances diverses. L'appellation «borne de charge rapide » est vague, elle désigne plus ou moins toute borne capable de délivrer plus de 50 kW en courant continu.

Dans notre exemple d'une batterie de 60 kWh, la partie utilisable en charge rapide est d'environ 45 kWh. Chaque recharge ( tout les 225 km sur autoroute ) sur une borne de 50kW durera donc une heure ( régime C1 ), soit trois heures « perdues » pour un parcours autoroutier de 700 km environ.

C'est évidemment inacceptable dans le cadre d'un usage fréquent.

Pour réduire ce temps de recharge à 20 minutes environ, il faut donc des bornes de 150 kW.

Mais encore faut-il que notre batterie soit capable de supporter le régime de charge C3 , ce qui n'est pas automatique ( en fait c'est plutôt rare, et cher ).

( sur les modèles de milieu de gamme, le régime de charge est au mieux limité à C2 , ce qui limite la puissance de charge à 100 kW pour notre batterie de 60 kWh) .

Par contre, en utilisation urbaine ou périurbaine, avec recharge au domicile sur un chargeur domestique, ce problème d'autonomie ne se pose pas, car les distances journalières et les vitesses pratiquées sont faibles et la récupération d'énergie au freinage est efficace. L'autonomie se rapproche alors de la valeur catalogue et tout va pour le mieux.

Mais pour des déplacements sur longues distances, il est nécessaire de programmer les recharges de la batterie et choisir l'itinéraire en conséquence, ce qui constitue une « charge mentale » supplémentaire que certaines personnes n'accepteront pas aisément.

La très grande dépendance de l'autonomie des VE aux conditions d'utilisation est donc un problème qui ne doit pas être glissé sous le tapis, tout au moins dans la perspective de l'interdiction de la vente de véhicules thermiques dès 2035.

Pour que ce vœux soit réalisable, il faudrait améliorer sérieusement quelques points :

- Doubler la capacité spécifique énergétique des batteries pour atteindre 100 kWh utiles pour un poids de 300 kg et 500 km d'autonomie sur autoroute.

- Garantir un régime de charge C3 pour une charge en 20 minutes sur des bornes de 300 kW.

- Réduire les coûts pour développer le marché hors subvention.

- Développer le réseau de stations de recharge dans une optique d'unification des procédés, d'augmentation des puissances vers 300 kW compatibles 400 et 800 V.

Faute de quoi on peut craindre que l'objectif de 2035 ne sera pas réalisable ( 100% des ventes de voitures neuves ).

Compte tenu du « retard » actuel dans la réalisation des quatre conditions ci-dessus, il est plus que vraisemblable que Bruxelles devra reconsidérer sa position et repousser le délai fixant à 2035 l'interdiction des ventes de voitures thermiques.

D'autant plus que cette ukase élimine de facto la possibilité d'une solution complémentaire utilisant les biocarburants et/ou les e-fuels, qui auront leur rôle à jouer dans la transition énergétique.

La décision de Bruxelles, qui consiste à brûler ses vaisseaux pour éviter tour retour en arrière , revient à jouer aux dés le sort de l'industrie automobile européenne.

Une manœuvre de tripot.

Les élections auront lieu en Juin.

Qui acceptera de jouer aux dés le sort de l'Europe ?

 

 

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11 février 2024 7 11 /02 /février /2024 12:25

Le progrès c'était mieux avant.

11 Février 2024

Le dernier siècle a vu déferler un tsunami de « progrès » scientifiques et techniques inédits depuis l'aube de la « civilisation ». Ce fut un privilège d'y avoir assisté, et d'y avoir fort modestement participé.

Ce progrès fut préparé par nos grands anciens qui ont su défricher les mystères du Monde et ont préparé l'avènement de cette vague technologique qui nous submerge quelque peu aujourd'hui.

Vague qui a pris des allures de déferlante et qui menace la primauté de l'espèce humaine bientôt soumise à l'IA, dernier avatar du machinisme triomphant.

Car il fut une époque qui ne connaissait pas les « machines », situation inconcevable pour la jeune génération du XXI ème siècle.

Electricité, eau courante, Trains, voitures, camions, bateaux de croisière, pétrole, Gaz naturel, bicyclettes, avions, téléphones, machines à laver, réfrigérateurs, récepteurs de radio, télévision, ordinateurs, photo numérique, réseau Internet, montres à quartz, Cinématographe, téléphone, Réseau GPS, Radiographie, Vaccins, transfusion sanguine, Scanner, IRM, greffe du rein, greffe du cœur, satellites, drones, logiciels, réseaux sociaux, Cloud, reconnaissance faciale, Intelligence artificielle, paiement sans contact, etc, etc.....

Il fut un temps, pas très lointain, où rien de tout cela n'existait.

La Terre était alors peuplée de 1,5 Milliards d'habitants environ, et très peu d'entre eux avaient accès à une vie décente.

Et puis, vers 1800, le grand cirque de l'ère des machines débutait.

( Machine à vapeur, pétrole, Gaz naturel, électricité, moteur à explosion, ...)

Aujourd'hui nous sommes 8 Milliards, dont plus de la moitié n'ont toujours pas un niveau de vie décent.

Demain on ne sait pas, la trajectoire de croissance est incontrôlable.

Tout cela ressemble étrangement à l'explosion d'un pétard de quatorze Juillet.

( Les optimistes assurent que cela s'arrêtera à 15 Milliards d'hab, sans d'ailleurs préciser sous l'effet de quelles circonstances. Les pessimistes pensent que nous seront tous morts avant. Entre les deux options le choix est vaste ).

Ce que nous appelons civilisation moderne est en fait un monde de machines, lesquelles n'existent que grâce aux énergies fossiles. De cela au moins tout le monde convient.

Ces énergies fossiles s'épuiseront un jour ou l'autre, de cela aussi tout le monde convient, sans toutefois s'accorder sur le calendrier.

A cette échéance inéluctable est venu s'ajouter le changement climatique provoqué par les émissions de CO2 de ces mêmes fossiles, et dont nous allons devoir assumer les conséquences.

La résolution, maintes fois proclamée, d'accélérer la sortie des fossiles semble avoir du plomb dans l'aile ; son application s'avère très difficile. Le passage des « ppp » ( programmations pluriannuelles papier ) aux réalités du terrain se heurte à une montagne de problèmes de gouvernance, de pesanteurs administratives, d'adhésion des populations, de financements, de rentabilité, de rivalités régionales, de concurrence, de réglementations, de changements de technologies, d'approvisionnements de nouveaux matériaux, toutes choses qui sont autant de risques d'échecs qui peuvent coûter très cher. Il s'ensuit une certaine propension à la procrastination, encouragée par la relative bonne santé des énergies fossiles toujours fidèles au poste malgré les menaces des docteurs tant pis.

Et ce n'est pas tout. Pour faire bonne mesure, nous allons devoir mettre un terme aux atteintes, bientôt irréversibles, portées à notre environnement par une pollution généralisée et une exploitation irraisonnée des ressources naturelles.

Face à cette accumulation de désastres qui menacent la survie de la société moderne, le Monde est en état de sidération.

Aujourd'hui nous sommes encore dans la phase de prise de conscience de l'ampleur des problèmes que nous devons résoudre sous peine d'avoir à subir de graves désordres possiblement ingérables.

La question est :

Comment faire vivre décemment quinze Milliards d'Humains au prochain siècle, dans des structures sociales fondées sur l'usage des machines, lorsque l'énergie utilisée par ces machines est en voie de disparition ?

Et là les réponses sont variées :

Certains préconisent d'arrêter le cirque et de revenir à des modes de vie plus simples et moins énergivores pour s'adapter au régime sec des énergies renouvelables accessibles comme le vent, le rayonnement solaire, la chaleur du sous-sol, la biomasse....

D'autres au contraire veulent nous faire entrer dans une civilisation de type 3, celles qui utilisent l'énergie de leur étoile. C'est la génération ITER , la marche à l'étoile, représentée aujourd'hui par les programmes nucléaires avancés ( Avancés vers quoi ? ).

D'autres enfin, qui croient encore au Père-Noël, projettent de tenter de remplacer les fossiles épuisés par des sources d'énergie décarbonées ou neutres en carbone.

C'est la voie officielle, qui est promue aujourd'hui, et qui fait l'objet d'investissements conséquents de par le monde. Avec encore une interrogation sur le caractère licite ou pas de l'énergie nucléaire.

( Comme si on avait encore le choix...).

Tout le monde convient que cette voie, avec ou sans nucléaire, devra être accompagnée d'un programme de réduction drastique des besoins énergétiques de nos machines.

Car il est probable qu'il n'y en aura pas pour tout le monde...

( On convient de la nécessité de réduire l'appétit énergétique des machines, mais personne n'a encore suggéré la possibilité de réduire le nombre de ces machines...Au contraire même....

Il n'est pas encore question de réduire les « niveaux de vie », la sacro-sainte « croissance » n'est pas remise en question et son compère le PIB demeure le thermomètre qui mesure la bonne santé des marchés ).

Cette voie officielle est censée permettre de conserver notre monde de machines, mais à deux conditions toutefois :

- Modifier ces machines pour les adapter à l'électricité, puisque c'est sous cette forme principalement que les nouvelles sources délivreront leur énergie.

- Améliorer très significativement les rendements énergétiques de ces machines car les quantités d'énergies nouvelles seront très limitées par rapport aux quantités d'énergies fossiles utilisées actuellement.

( Tout dépendra du degré de machinisme qui sera atteint par les pays en voie de développement, et bien sûr de la croissance démographique ).

Les deux symboles de cette recherche d'adaptation et d'économie sont la voiture électrique et la pompe à chaleur.

Les deux permettent à la fois de s'adapter à l'énergie électrique, et d'améliorer le rendement énergétique dans un rapport très significatif.

( Tout au moins pour ceux qui ont une voiture et une maison à chauffer...)

(La tentative d'électrifier à la hussarde les voitures donne une petite idée des dégâts collatéraux que l'on risque de causer si l'entreprise n'est pas suffisamment sous contrôle avec un minimum de concertation internationale.

L'opération est à peine lancée que l'on parle déjà de la disparition possible de l'industrie automobile européenne sous les coups de boutoir de l'Industrie Chinoise.

Cela dit, les cyniques font remarquer que l'on peut très bien rouler dans des voitures chinoises...).

Le grand oublié de ce vaste chamboule-tout énergétique est le problème du stockage de l'énergie.

Pour assurer l'approvisionnement énergétique de longue durée ( plusieurs mois ) en cas de conditions de vent ou d 'ensoleillement durablement défavorables, il est indispensable de stocker une quantité d'énergie suffisante pour pallier la pénurie.

Les énergies fossiles ne posent pas ce type de problème puisqu'elles sont disponibles déjà à l'état de stocks dans le sous-sol terrestre. Les pays ne disposant pas de réserves fossiles dans leur sous-sol ont dû constituer des stocks de sécurité pour pallier les risques de pénurie liées à des événements internationaux. Ces stocks sont facilement réalisés sans technologie particulière, à condition d'avoir des sous pour en importer, et des voisins complaisants pour en vendre...

Par contre le vent et le rayonnement solaire, ne se stockent pas. Et l'énergie électrique produite par les éoliennes et les panneaux solaires ne se stocke pas davantage. Et de plus, contrairement aux fossiles qui sont disponibles de manière continue, le vent et le rayonnement solaire sont intermittents, au bon vouloir de conditions météo incontrôlables et de l'alternance jour/nuit.

L'hydraulique, qui produit également de l'électricité, disposent de possibilités de stockage, mais de courte durée ( Réservoirs de station de transfert hydraulique, batteries ).

Cette façon sporadique de fournir de l'énergie pose un problème crucial puisque l'électricité ne se stocke pas.

Ces énergies renouvelables décarbonées, productrices d'électricité, doivent donc être associées à des capacités de stockages énormes pour compenser leur intermittence.

Aujourd'hui ce problème n'est clairement pas résolu.

( Sa solution est pourtant la clé de la transition énergétique . Sans solution de stockage convenable, l'énergie électrique sera distribuée de façon chaotique, entraînant une instabilité permanente des activités ).

Ou plutôt si, il y a des solutions, mais qui ne sont pas dans l'air du temps.

En effet, pour un stockage de plusieurs mois il faut faire appel à une autre filière.

Il n'existe aujourd'hui que deux autres filières décarbonées ou neutres en carbone, susceptibles de permettre un stockage de longue durée : il s'agit de la Biomasse et du Nucléaire.

Ces deux filières n'ont pas la cotes pour des raisons différentes :

Le nucléaire, qui n'est pas en odeur de sainteté pour des raisons connues de tous, la Biomasse dont la neutralité par rapport au carbone est parfois contestée, de même que sa combustion pas très propre et/ou son empiétement sur des sols en compétition avec les cultures vivrières.

Pourtant il sera quasiment impossible de se passer de ces deux moyens de production neutres en carbone si nous voulons assurer un minimum de continuité dans le service de fourniture d'énergie.

( Il existe bien une autre option, à laquelle nous seront peut-être confrontés malgré nous, c'est de devoir nous accommoder d'un réseau de distribution électrique sporadique, le client final étant chargé de compléter ses besoins par de l'autoproduction à l'échelle individuelle ou en « clusters ».

C'est l'objectif du réseau intelligent, qui implique d'équiper chaque client ( ou cluster ) d'un gestionnaire d'énergie, d'une batterie domestique, et de moyens de production locaux.

Aujourd'hui le gestionnaire de réseau est tenu d'ajuster la puissance fournie à la puissance demandée à un moment donné. Demain ce sera l 'inverse, comme prévu dans l'application V2G (Vehicle to Grid ).

La biomasse est stockable en grosse quantité sous la forme de biogaz ou de biomasse solide ou liquide.

( Le biogaz pendra naturellement la place du Gaz naturel dans les emplacements de stockage existants ).

La biomasse aura donc un rôle important à jouer, rôle qui pourra être étendu à d'autres applications, et pourquoi pas dans les moteurs thermiques, dont la mort a été annoncée un peu vite.

( Aujourd'hui la relève en dernier ressort des centrales nucléaires pour maintenir le refroidissement du cœur est assurée par des moteurs diesel...Demain ce sera quoi? ).

Le Nucléaire , dans la mesure où l'accès au minerai, quel qu'il soit, est possible.

La chaîne du traitement du combustible est en elle-même un stock dans la mesure où le combustible présent dans les chaudières n'a besoin d'être remplacé, et en partie, que tous les dix-huit mois.

Il semble donc que le mix énergétique du futur ressemblera à un cocktail de diverses sources :

Eolien, Solaire, Hydraulique, Biomasse, Nucléaire, Géothermie, chacun de ces ingrédients étant dosé selon les spécificités propres à chaque pays, et selon les capacités d'échanges internationaux le cas échéant.

A ce cocktail de base viendra éventuellement s'ajouter une filière Hydrogène vert pour répondre aux besoins de l'industrie qui utilise aujourd'hui un Hydrogène issu des fossiles.

Selon les possibilités et les besoins, cet Hydrogène vert, obtenu par électrolyse de l'électricité tout aussi verte, pourra également répondre à d'autres besoins :

Stockage et restitution d'électricité grâce aux piles à combustible.

Distribution en réseau pour alimentation de véhicules avec ou sans pile à combustible..

( Au chapitre Hydrogène vert il faut évoquer l'Hydrogène naturel, dont l'existence n'est plus contestée mais dont l'importance reste encore à confirmer ).

Si ce scénario se réalise, notre parc mondial de machines est appelé à s'agrandir significativement pour accueillir les centaines de milliers d'éoliennes, les millions de mètres carrés de panneaux solaires, les dizaines de milliers d'électrolyseurs et de piles à combustible, les millions de pompes à chaleur, les milliers d'hectares de STEP, les centaines de SMR ( Small Modular Reactor ).

La montée en puissance de ces nouvelles installations nous mènera à la fin du siècle, sauf si quelques événements contraires ne viennent interrompre brutalement cette marche triomphale .

Le progrès par toujours plus de machines n'est pas forcément la meilleure méthode pour gérer humainement quinze Milliards d'habitants.

Mais y a-t-il une autre méthode ?

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3 février 2024 6 03 /02 /février /2024 16:15

Impact réel des voitures thermiques sur les émissions de CO2 mondiales.

03 Février 2024

Le Monde ( Pays développés ) s'est trouvé un bouc émissaire sur lequel se sont focalisées les autorités « responsables » de la mise en œuvre de la transition énergétique : Il s'agit des VP ( Véhicules particuliers ) dont la consommation d'énergie fossile « serait » une des principales causes du naufrage climatique dont nous sommes menacés.

Qu'en est-il exactement ?

Le parc mondial de VP à moteurs thermiques s'élève aujourd'hui à 900 Millions environ..

Il s'agit d'une moyenne de différentes évaluations, dont celle de l'IFPEN. On imagine sans peine la difficulté d'évaluer exactement ce parc dans lequel figurent des véhicules dont l'ancienneté et l'origine sont parfois douteuses, et dans des régions où les informations sont inexistantes.

Quoi qu'il en soit ce parc est en augmentation et le Milliard sera rapidement dépassé.

(Ici il faut faire une remarque :

les spécialistes de la démographie prévoient une population mondiale « plafonnant »  à 10 Milliards d'Humains d'ici 2050. Soit 50 % de plus qu'aujourd'hui.

D'autres spécialistes prévoient dans le même temps une amélioration des conditions de vie des pays en voie de développement.

Si ces deux prévisions se réalisent, elles s'accompagneront, entre autres, d'une très forte demande de mobilité individuelle, donc de voitures.

En rapprochant ces tendances, les économistes concluent que le parc de VP pourrait atteindre les deux Milliards dans le courant du prochain siècle.

A moins que quelque événement planétaire funeste ne vienne mettre un terme à cette frénésie démographique... Mais le pire n'est jamais sûr ).

Où en sommes-nous aujourd'hui ?

La consommation moyenne des VP thermiques est de 8 L/100 km, pour une moyenne de 12 000 km parcourus par an, soit 960 L par an et par véhicule.

Les 900 Millions de VP actuels consomment donc annuellement 864 GL ( Giga-litres ).

( Essence et Diesel confondus ).

Chaque litre de pétrole contient environ 10,7 kWh d'énergie, ce qui nous donne une consommation annuelle totale du parc mondial de VP de : 9 200 TWh. ( essentiellement des véhicules thermiques encore aujourd'hui ).

Par ailleurs, la consommation mondiale d'énergie toutes sources confondues s'élève à 167 000 TWh environ, dont 81,8% de fossiles, soit 136 000 TWh.

( 31,6% de pétrole, 26,7% de charbon, et 23,5% de Gaz naturel).

Avec une consommation de 9 200 TWh, les VP thermiques représentent donc 6,8 % du total des énergies fossiles consommées annuellement. Leurs émissions de CO2 sont donc à peu près dans le même rapport.

L'électrification complète du parc mondial de VP apporterait donc au mieux* une réduction de 6,8% des émissions de CO2 mondiales, ce qui ne résout qu'une faible partie du problème.

*Au mieux signifie à deux conditions :

- Que la totalité du parc de VP soit électrifiée.

- Que cette électricité soit décarbonée.

On peut alors se demander si ce relativement faible impact suffit à justifier la priorité absolue mise sur l'électrification du parc de VP, compte tenu des problèmes rencontrés ( Augmentation de la

consommation de cuivre et de matériaux rares, minage des matériaux spécifiques, rareté de certains d'entre eux, réseaux de recharge des batteries, bouleversement évident d'un secteur de marché mondial à forte main d’œuvre, etc.

( Bouleversement dont on peut déjà constater les effets sur les grands équilibres industriels et commerciaux du secteur automobile, alors que ce nouveau marché est encore en phase de lancement ).

L'énergie fossile consommée mondialement aujourd'hui par les VP ( 9200 TWh ) sera remplacée par de l'électricité à hauteur de 2500 TWh environ si l'on considère une amélioration du rendement d'un rapport quatre. ( 8 L/100 km d'un côté, et 20 kWh/100 km de l'autre ).

( Il faudra quand même l'équivalent de 200 réacteurs nucléaires de 1600 MW chacun pour produire cette énergie

Pour la France, 8 EPR « suffiraient » pour nos 40 Millions de VP actuels).

Grâce à quoi nous auront résolu le problème des VP, qui ne représentent aujourd'hui que 6,8% des émissions de CO2.

Il restera toutes les autres activités, qui représentent 93,2 % de la consommation mondiale de fossiles, donc 93,2% des émissions de CO2 pour 126 000 TWh d'énergie fossile consommée hors secteur des VP .

Et ces secteurs sont nombreux :

Centrales thermoélectriques.

Transports routiers de marchandises.

Transports routiers de voyageurs.

Transports maritimes de toutes natures.

Transports fluviaux.

Transports aériens de personnes et de fret.

Engins de chantiers.

Hauts fourneaux.

Industrie

Cimenteries.

Voies de communications.

Travaux publics.

Pétrochimie

Chauffage-climatisation de tous bâtiments.

Génération de chaleur industrielle.

Etc.

L'électrification des VP est donc l'arbre qui cache la forêt.

Le choix du secteur des VP pour imposer « à la hussarde » l'électrification s'est appuyé sur plusieurs arguments.

Certains sont consistants, d'autres sont plus discutables :

- En dehors des marchés de flottes, le marché des VP s'adresse à des individus, lesquels sont sensibles au démarchage publicitaire, et donc plus faciles à convaincre d'acheter un nouveau produit sur la foi d'arguments de vente simplistes, voire émotionnels.

- Le marché des VP est assimilable à un flux continu qui se renouvelle sur vingt ans environ. Il « suffit » donc d'introduire la motorisation électrique dans les nouveaux modèles pour obtenir en vingt ans un renouvellement complet du parc, comme ce fut le cas dans le passé pour des innovations comme les freins à disques, l'ABS, l'allumage électronique, l'injection, le pot catalytique, le système de navigation, etc.

- Cette opération apportera en sus une amélioration considérable du rendement énergétique.

- L'apparente facilité de l'opération : il « suffira » de remplacer un moteur thermique par un électrique et un réservoir en tôle par une batterie.

- Les solutions décarbonées d'énergie électrique fourniront naturellement l'électricité pour charger les batteries.

- Au plan des coûts de fabrication la différence sera minime, le surcoût de la batterie étant compensé par la « simplicité » de la motorisation électrique.

- L'automobiliste appréciera la réduction du coût de carburant apportée par le passage à l'électrique, et la facilité d'utilisation.

(Quelques « empêcheurs de tourner en rond » avaient bien rappelé le problème de la batterie, qui avait déjà dans le passé provoqué l'abandon de cette solution électrique, mais leurs avertissements ne furent pas pris en compte).

Dans la réalité le passage à l'électrique s'est révélé beaucoup plus compliqué que prévu, nécessitant de nouvelles conceptions de voitures pour améliorer les qualités aérodynamiques, gérer l'augmentation du poids due à la batterie, de nouvelles conceptions de pneus pour réduire la résistance à l'avancement, de nouveaux systèmes de climatisation de l'habitacle pour compenser l'absence de chauffage du thermique, un système de gestion de climatisation de la batterie, un renforcement du châssis qui est dorénavant conçu autour de la batterie, une isolation thermique de l'habitacle pour réduire les besoins de chauffage-climatisation, etc. Toutes choses qui font du passage à l'électrique une opération industrielle beaucoup plus complexe que prévue.

Il ne s'agit plus d'un « simple » changement de moteur, mais bien de fabriquer un nouveau produit industriel, nécessitant de nouvelles technologies, de nouvelles compétences, de nouvelles usines, de nouvelles machines, de nouveaux processus industriels, de nouveaux matériaux, et surtout de nouveaux problèmes à résoudre, dans des technologies de pointe inhabituelles dans l'industrie automobile : La batterie bien sûr, mais aussi l'électronique de gestion de la commutation de puissance à haute fréquence nécessitant des semiconducteurs de pointe, et les moteurs électriques à très haut régimes de rotation ( 18 000 tr min et plus) , le tout sous des tensions inédites dans le monde de l'automobile ( 400 V, puis 800V), qui font du VE actuel un objet de très haute technologie, donc très cher.

De plus, l'usage du VE, sensé être aussi simple qu'un jouet d'enfant, s'est révélé au contraire très exigeant au plan de la gestion de l'autonomie, qui demande une attention particulière pour éviter la panne sèche, attention qui rebute une partie de la clientèle, et qui de toutes façons, ne fait que tenter de masquer le problème de l'autonomie insuffisante.

( Il existe même des stages de formation pour apprendre à gérer l'autonomie d'un VE!!!)

Cette insuffisance de l'autonomie, connue dès d'origine, avait été sous-estimée au prétexte que les progrès de la technologie des batteries y remédieraient rapidement.

Hélas, pour augmenter l'autonomie il a fallu augmenter la capacité de batterie, ce qui en augmentait son poids et son coût déjà élevés, tout en augmentant le temps de charge que la technologie peine à améliorer.

Et bien sûr les baisses de coût de production des batteries sont compensées par l'augmentation des capacités, qui dépassent maintenant les 50 kWh et 80kWh pour les berlines, voire même davantage..

( Il faut près de 200 kWh de batterie pour égaler l'autonomie d'un VP thermique équipé d'un simple réservoir en tôle de 70L).

Quant aux réseaux de recharge des batteries, ils peinent à suivre l'évolution constante des besoins et des normes.

Le coût de la recharge de batterie est impossible à prévoir, il varie selon le gestionnaire des bornes, selon le type de charge demandé, selon la durée de l'opération, selon la puissance disponible, et même selon l'heure...

Les prix sont fantaisistes puisque la station ne vend pas des kWh, mais un service.

Le mode « charge au domicile » n'est pas disponible ( sauf exception) dans l'habitat collectif et/ou lorsque la voiture est garée sur la voie publique.

Les aides des états ont permis de démarrer le marché, mais ce système de financement ne peut pas se poursuivre pour des quantités significatives, pour des raisons évidentes.

( Il ne correspond à aucun modèle économique, il est insoutenable sur la durée ).

Tous ces problème (de jeunesse?) ne sont pas propices à une croissance dynamique du marché.

( Ceci n'est pas un plaidoyer contre la voiture électrique, au contraire. Identifier les problèmes pour mieux les résoudre, n'est-ce pas le rôle de la médecine ? ).

Dans ce contexte, la décision de Bruxelles d'interdire de facto la commercialisation des VP neufs thermiques dès 2035 est saugrenue et revient à casser le thermomètre pour faire tomber la fièvre.

Nous devrons donc très probablement conserver les VP thermiques très au-delà de 2035.

Si l'on veut malgré tout réduire leurs émissions de CO2, il faut trouver une solution pour décarboner ces moteurs.

La solution technique de décarbonation est le remplacement des carburants fossiles par des biocarburants.

S'ils n'apportent aucune amélioration des rendements dans les moteurs thermiques, au moins ils ont l'avantage d'être neutres en Carbone, ce qui est quand même le but ultime de la transition énergétique.

Mais, à terme, cette solution suppose une prise en compte de la pollution liée au moteur à combustion interne.

D'autre part, on sait ( On devrait savoir ) que la compensation de l'intermittence des renouvelables ( Eolien et Solaire ) nécessite de disposer d'un parc de relève de base et pilotable capable d'intervenir dans des délais de quelques minutes. Seules des centrales thermiques en sont capables.

Et ces centrales devront évidemment être alimentées ( certaines le sont déjà ) par une source neutre en carbone, donc issue de la Biomasse ( Du Biogaz en l'occurrence, dans des CCCG à haut rendement ).

Par ailleurs cette même biomasse est déjà largement utilisée dans la génération de chaleur basse température dans de nombreuses applications, et sans déranger personne ( pour le moment...).

Les Biocarburants en font partie. Pourquoi ne pourraient-ils pas remplacer les carburants fossiles dans nos voitures ( Ce qu'ils font déjà à petite échelle ), dès lors qu'ils auront, de toutes façons, un rôle important à jouer, car l'électricité ne pourra pas tout ?

A cette condition la voiture électrique pourra se développer à son rythme, et prendre des parts de marché normalement sans avoir à recourir à des ukases stupides qui ne peuvent que déstabiliser un marché fragilisé par ce tsunami technologique.

Bien sûr ces biocarburants ont des défauts. Mais ces défauts sont déjà moins gênants si l'on utilise la deuxième génération, et pourquoi pas la troisième ?

( « On » n'a pas hésité à lancer un marché mondial de la voiture électrique, sachant que la technologie de batteries n'est pas au point, mais en postulant des améliorations à venir, qui résoudraient tous les problèmes.

Pourquoi refuser de faire de même avec les biocarburants?)

 

 

 

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24 janvier 2024 3 24 /01 /janvier /2024 16:14

 

Le nouvel avatar des voitures électriques, la recharge et l'autonomie par temps froid.

24 Janvier 2024

Le remplacement de nos voitures à pétrole par des électriques est une obligation résultant de quatre impératifs incontournables :

- Les réserves de pétrole sont inexorablement condamnées à l'épuisement, donc il faut trouver autre chose.

- Cet abandon du pétrole, qui aurait pu se faire tranquillement sur la durée, doit être diligenté pour tenter de stopper l'accroissement du taux de CO2 dans l'Atmosphère.

( En clair, on pensait avoir le temps, mais cela devient urgent...)

- De plus, il nous faut réduire drastiquement nos besoins énergétiques globaux, car les moyens de remplacement des fossiles sont limités. Il nous faut donc améliorer les rendements énergétiques de toutes nos machines, ce qui veut dire à priori abandonner ( entre autres ) les moteurs thermiques, dont le rendement est effectivement très mauvais..

Les biocarburants auraient pu être une solution de remplacement du pétrole, mais ils n'apportent pas de solution à la nécessité d'augmenter les rendements énergétiques*

*( Cette quatrième raison ne fait pas l'unanimité, nous en reparlons plus bas ).

Pour ces quatre raisons, nous sommes priés de remplacer nos voitures à moteurs thermiques par des modèles électriques, et ceci le plus rapidement possible.

Pour faire bonne mesure, Bruxelles a décidé de ramener à zéro dès 2035 le taux d'émissions de CO2 des VL neufs commercialisés sur le marché européen.

Certes cette formulation ne ferme pas complètement la porte aux véhicules à moteurs thermiques consommant du biocarburant liquide ou gazeux, mais ne l'encourage pas non plus...

Par ailleurs, l'électrification complète des ventes de VLP et VUL européens pour 2035 est loin d'être assurée, il serait peut-être prudent de garder deux fers au feu pour éviter d'offrir aux concurrents non-européens des parts de marché inespérées, qui plus est en partie financées par les primes d'encouragement versées par les Etats européens pour l'achat d'un VE.

Mais le pire n'est jamais sûr.

En avant donc pour le tout électrique, brûler ses vaisseaux est un choix risqué, mais qui a réussi à certains...

Ce grand chambardement ne plaît pas à tout le monde, tout marchait si bien avec le pétrole, le Gaz et même le charbon. Cette histoire de renouvelables ne présage rien de bon pour notre confort.

Jusqu'à présent il suffisait de signer des chèques pour remplir nos réserves de pétrole, de Gaz, et même de charbon. Les fossiles constituent encore aujourd'hui 80% de la consommation mondiale d'énergie finale.

Maintenant il va falloir fabriquer nous-mêmes notre énergie par des procédés dépendant du vent, du soleil, du régime des eaux, et le seul procédé industriel puissant, stable et disponible, est fortement contesté pour des raisons écologiques, nous parlons du Nucléaire bien sûr.

L'affaire n'est donc pas engagée sous les meilleurs auspices...Mais nous ne pourrons pas y échapper.

La voiture est devenue une prothèse grâce à laquelle notre société moderne fonctionne à peu près convenablement. Le biotope dans lequel se sont développées les sociétés humaines inclut la voiture au même titre que le logement, l'alimentation, le travail, le système de santé, le système d'éducation, les loisirs, et les retraites.

Toucher à la voiture c'est donc risquer de porter atteinte à ce biotope, donc mettre en danger la société elle-même.

C'est pourquoi le passage forcé du pétrole à l'électricité, qui percute nécessairement ce biotope social, suscite beaucoup de questionnements et de méfiance.

Il serait vain de croire que cette mutation se déroulera sans heurts.

Beaucoup de ces questionnements sont justifiés ; ici-même nous en avons examiné quelques-uns, dont certains se révèlent coriaces à éliminer.

Les principaux demeurent l'autonomie, laquelle dépend de la batterie, et du réseau de recharge de cette batterie.

Les marchands d'autos dépensent une énergie considérable pour minimiser ces problèmes et « dorer la pilule » afin de conclure les ventes.

Voir :

https://www.peugeot.fr/content/dam/peugeot/france/b2c/electric-and-hybrid/electrique-pour-tous/Guide_Peugeot_Vehicules_Electrifies_0222.pdf

( Voir en particulier les pages 13 et 14, de nature à faire fuir même l'amateur le plus coriace...

Ceci n'est pas un plaidoyer contre les véhicules Peugeot, dont la famille de l'auteur possède au demeurant huit exemplaires, c'est plutôt un hommage à la qualité de rédaction du document. Qui aime bien châtie bien...).

Dans cet opuscule sont détaillées les attentions à déployer au sujet du calcul (!!!) d'autonomie, de la recharge, de l'influence des conditions de conduite et climatiques sur l'autonomie.

( Une formation Bac+2 est requise pour tirer tout le parti de cette littérature ...)

Toutes choses très utiles au demeurant, mais qui sont de nature à effrayer tout automobiliste « standard » dont la seule préoccupation avec sa pétrolette était jusqu'à présent..... Au fait, quelle était cette préoccupation ? Nous n'avons pas trouvé ; peut-être d'avoir bien refermé la porte de sa maison avant de partir, ou de n'avoir pas oublié son portable, ou son portefeuille.... ?

L'énergie dépensée dans cette campagne publicitaire ( pardon, « communiqué informatif » ) peut avoir un effet inverse car, aux yeux du client un tant soit peu averti, tant d'efforts dépensés en vue d'effacer, voire de nier, ces problèmes qui soi-disant n'en sont pas, laissent plutôt penser qu''il y a un os.

Et il y a bien un os...que le client aura la surprise de découvrir par lui-même.

En somme, c'est le principe des pochettes-surprises, mais ici le contenu risque d'avoir un goût amer..

Cela étant, les batteries au Lithium représentent un progrès considérable dans l'amélioration de la capacité spécifique des batteries.

Les technologies utilisées actuellement représentent « l'état de l'art » en termes de compromis entre ce que l'on sait faire en laboratoire à un moment donné, et ce qu'il est possible de commercialiser en respectant le cahier des charges des applications visées, et bien entendu les coûts de production compatibles avec le marché.

Compte tenu des compromis imposés par la technologie d'aujourd'hui, la voiture électrique débute sa carrière avec un handicap lourd : le prix de sa batterie, le poids de cette batterie, et la faiblesse de la capacité spécifique, qui limite drastiquement la quantité d'énergie transportable, et donc l'autonomie..

A ce handicap déjà très lourd, il faut en ajouter un quatrième, toujours lié à la batterie : le problème du temps de rechargement de la batterie, considérablement supérieur au temps de remplissage d'un réservoir de carburant liquide.

Bien sûr, la technologie évoluera dans l'avenir et ces « défauts » seront en partie corrigés, mais le marché actuel n'a que faire de la « Next year technology », il doit faire avec la technologie existante.

Le cahier des charges automobile est très sévère, et la batterie n'y échappe pas..

Performances électriques, longévité, cyclage, vieillissement, gamme de température, robustesse, sécurité, résistance aux surcharges, aux chocs, etc....

Comme dans beaucoup d'autres domaines, demain on rase gratis. De nouvelles technologies de batteries sont à l'étude, ou en cours de validation, on parle de batterie « Etat solide », ou d'autres qui n'utiliseraient pas le Lithium, et d'autres encore qui offriraient des capacités spécifiques extraordinaires.

Mais aujourd'hui c'est le Lithium à électrolyte liquide qui équipe les VE du magasin, et il faut faire avec.

Les performances sont excellentes au demeurant,, mais à condition de ne pas sortir d'une gamme de température assez étroite : + 20°C à + 60 °C, voire moins.

Or comme chacun sait, une automobile est susceptible d'être exposée aux température de la Planète Terre, susceptibles de varier entre disons - 30 °C et + 50°C pour ne retenir que les valeurs dûment constatées par l'auteur dans diverses contrées civilisées.

( Helsinki d'une part, et parking de la plage en été à Hossegor d'autre part, mais il peut y avoir pire, notamment sous le capot d'une voiture au soleil...

Les batteries au Lithium actuelles ne supportent pas les grands froids ou les grosses chaleurs.

Leurs performances ne sont spécifiées ( Garanties) que dans la gamme +20°C à +60°C. Au-delà de cette gamme les performances se dégradent, jusqu'à la mise hors service ou l 'emballement thermique avec explosion et incendie.

Les fabricants de batteries au Lithium savent très bien qu'en mettant dans un environnement spartiate des batteries spécifiées entre +20°C et +60°C, il y aura un problème.

Il est donc hors de question de monter une batterie au lithium dans une voiture comme on y place une batterie au plomb !!!

La batterie au Lithium d'un VE en est le cœur qui doit être surveillé en permanence, même à l'arrêt !

Cette surveillance est confiée au BMS ( Battery Management System ).

( Ou SGB, Système de Gestion de Batterie )

Le BMS est le cerveau du système. Il contrôle le cœur lui-même en auscultant les cellules de la batterie (appariement, tension, température, résistance interne, comportement anormal ou pas, vieillissement, etc ), et en gérant l'utilisation de la batterie en service ou durant la recharge et/ou le stockage, le système de refroidissement et de réchauffage du bloc batterie, selon les températures externes et /ou internes, le dialogue avec les bornes de recharge, et la gestion de la puissance demandée en fonction du régime de charge ou de décharge raisonnablement compatible avec l'état de santé des éléments.

Le BMS tient à jour l'historique de la vie de la batterie, et la mise à jour des paramètres de contrôle :

SOC State Of Charge

SOH State Of Health

SOF State Of Functionality

Etc.

L'utilisateur n'a pas à intervenir dans ces relations entre BMS et batterie, les anomalies éventuelles sont signalées sur l'écran et analysées par le spécialiste.

Le client est prié de ne pas intervenir ( La tension des batteries Lithium de VE est d'environ 400 V, probablement 800V dans un avenir proche !!!

Parmi les tâches prises en charge par le BMS, il y a la gestion de la température de batterie, laquelle doit être équipée de dispositifs de réchauffage et de refroidissement ( De la batterie, pas de l'habitacle !! ).

( ce dispositif de chauffage et refroidissement de la batterie est, avec le BMS, l'assurance-vie de la voiture, et la garantie d'un service de qualité quelle que soient les conditions climatiques).

Pour cela, des dispositions sont prises pour parer les catastrophes :

D'une part les batteries sont assemblées en incluant un dispositif permettant de réchauffer, ou de refroidir ses éléments , afin de les conserver dans la gamme de survie.

D'autre part le BMS est chargé, entre autres tâches, de contrôler cette température et de prendre des mesures de prévention si une anomalie est détectée.

Parmi les préventions on peut citer :

Réduire le courant de charge lorsque la température interne de batterie est inférieure à + 10°C.

Eventuellement refuser la charge si la température de batterie est inférieure à zéro.

Se mettre en alarme si la température batt dépasse +60°C.

Calculer la baisse de charge disponible en fonction de la baisse de température extérieure et annoncer la chute de l'autonomie restante.

Déclencher, ou pas, le système de réchauffage de la batterie selon la programmation, et SI il y a un système de réchauffage.

Déclencher, ou pas le système de refroidissement de la batterie en cas de besoin si il y a un tel système de refroidissement.

Interdire l'usage de la voiture si la température de batterie dépasse + 70°C ( Parking en plein soleil) , éventuellement autoriser un mode dégradé.

L'acheteur d'un VE doit savoir que ces modes dégradés existent, et être attentif lorsque les conditions météo se dégradent, notamment pour les parkings en plein air en été ou en hiver dans les régions exposées aux grands froids ou aux fortes chaleurs.

Il doit savoir que dans ces conditions extrêmes la charge peut être refusée aux bornes ou le courant de charge fortement diminué.

Il doit également s'informer auprès du vendeur des dispositifs existants dans SA voiture, pour réchauffer la batterie ou la refroidir le cas échéant, et quelles sont ses limites.

Il doit également exiger des informations sur la perte de capacité de SA batterie lorsque la température chute en hiver ( Valeurs chiffrées SVP ).

Egalement il est important de connaître l'énergie consommée par la climatisation, en été et en hiver, et quel(s) dispositifs sont prévus sur SA voiture pour brancher un système de chauffage en cas de stationnement sur un parking extérieur par – 10 ou – 15°C pour éviter d'appeler la dépanneuse au matin.

Beaucoup de ces possibilités existent en option, au moins sur les modèles haut de gamme.

Mais assez peu de publicité sur cette vulnérabilité du VE , sauf lorsqu'elle affecte les Tesla, qui pourtant ne sont pas pires que les autres...

Lorsqu'une batterie au Lithium subit un traitement ignoble, les peines encourues par l'agresseur sont à la mesure de l'agression :

-Dégradation des performances de « cycling » ( réduction du nombre de cycle charge-décharge avant mise au rebut )

-Dégradation du SOC ( State Of Charge )

( Perte de capacité en fonction du nombre de cycles charge-décharge )

-Diminution du courant max disponible, donc chute de la puissance.

( La puissance d'un VE n'est pas celle du moteur, mais celle de la batterie ).

-Dépots de Lithium métal entraînant une diminution de la capacité disponible et un risque de court-circuit..

-Augmentation des pertes interne par accroissement de la résistance interne, et échauffement accru.

-Dégradation du SOH ( State Of Health )

-Dégradation du SOF ( State Of Functionality )

-Dégradation des cellules avec apparitions de dentrites.

-Mort de certaines cellules, qui doivent être neutralisées.

-Emballement thermique de certaines cellules, entraînant la neutralisation de la batterie.

Au stade ultime, explosion avec incendie du véhicule.

Pour éviter l'une ou l'autre de ces peines qui peuvent conduire assurément au désastre, ou tout simplement pour garder la batterie dans un état correct, il est essentiel de se conformer strictement aux règles de sécurité conseillées par le fabricant :

- Respecter les conditions de charge min et charge max.

- Ne jamais recharger une batterie dont la température est inférieure à 0°C. ( Voir spécifications du constructeur, si elles existent).

- Ne pas recharger régulièrement une batterie à 100% ;

- Ne jamais décharger une batterie en-dessous de 10% de capacité ( Id. pour les spécifications ).

- Ne jamais laisser un VE sur un parking en plein air toute la nuit avec une batterie en dessous de 20 % si la température est inférieure à 0°C.

- Ne jamais utiliser de façon régulière un régime de décharge supérieur à 1C. ( 50kW pour une batterie de 50 kWh.

- Ne pas utiliser régulièrement un régime de recharge à 2C ( 100 kW pour une batterie de 50 kWh( Id. pour les spécifications ).

- Ne jamais utiliser (mettre en service ) une batterie dont la température est inférieure à – 10°C.

- Ne jamais utiliser ( mettre en service ) une batterie dont la température est supérieure à + 70°C.

- Utiliser le plus possible un régime de charge lente ( 0,1 à 0,2 C ).

Généralement ( ? ) le BMS se charge de veiller au respect de ces quelques règles de bonnes manières, mais pas tous.

Parfois c'est la borne de charge qui veille au respect des bonnes manières, mais pas toujours.

Une batterie maltraitée peut être rapidement dégradée, voire même prendre feu.

Il faut savoir que le BMS garde en mémoire l'historique des conditions de vie de la batterie, c'est du moins le principe.

Avant de conclure l'achat d'un VE d'occasion, il faut impérativement exiger un certificat de santé de la batterie, et bien sûr effectuer un essai de qualification pour vérifier les point accessibles ( Puissance disponible, capacité, autonomie, aptitude à la charge 2C s'il y a lieu ).

( La charge à 2C, voire 3C peut être utile sur les parcours autoroutiers pour raccourcir les temps de charges, mais il ne faut pas en abuser ( Id. pour les spécifications ).

Il est évident que si ces contraintes sont exposées sans précautions au futur acheteur d'un VE, il passera son chemin et gardera son véhicule à pétrole qui ne lui a jamais posé ce type de problèmes pour le moins exotiques.

S'il en a les moyens, et s'il est concerné par les ZFE, il achètera un véhicule hybride. Sinon il essaiera de conserver son véhicule à pétrole en attendant des jours meilleurs...

Et si le couperet de 2035 est maintenu, le choix de l'hybride disparaîtra, et alors tout dépendra du sort réservé aux thermiques encore en circulation.

L'avenir de la bagnole est bien incertain...

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