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M 01120 - 001 - F: 3,80 € -RD DÈS 0 G/KM DE C0 2 PILE A COMBUSTIBLE, BIOCARBURANTS, ELECTRICITÉ, SOLAIRE, HYDROGÈNE, AIR COMPRIMÉ... LA BMW ACTIVEHYBRID 3 À LESSAI ÉCOLOGIQUEMENT PARFAITE ? Enquête: Le Pétrole

L'Automobile Ecologique n°1

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Magazine réalisé pour les TPE de première scientifique, réalisé par Antoine WATIER et Antoine ONILLON

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DÈS 0 G/KM DE C02 PILE A COMBUSTIBLE, BIOCARBURANTS, ELECTRICITÉ, SOLAIRE, HYDROGÈNE, AIR COMPRIMÉ...

LA BMW ACTIVEHYBRID 3 À L’ESSAI

ÉCOLOGIQUEMENT PARFAITE ?

Enquête: Le Pétrole

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« solution d’hier, problème d’aujourd’hui, abandonné demain... »

ÉDITO

Ce magazine est la production d’un projet de TPE de premie re scientifique. Il a

e te re alise par Antoine ONILLON et Antoine WATIER. Notre proble matique s’intitule :

« Quelle est l’énergie la plus appropriée pour remplacer

le pétrole dans l’automobile ? »

Le pe trole est une ve ritable richesse de la nature. L’Homme a su le transformer

pour inventer et faire fonctionner de nombreux objets comme l’automobile.

Aujourd’hui, l’Homme est devenu de pendant de cet or noir. S’il venait a disparaî tre, les

voitures ne pourraient plus rouler, de nombreux objets du quotidien ne pourraient

plus e tre produits. Selon beaucoup de scientifiques, nous avons de ja utilise la moitie

des re serves de pe trole de la plane te. C’est pourquoi de nombreuses alternatives sont

en cours de recherche. Dans l’automobile, l’enjeu est important. Dans ce magazine sont

pre sente es les technologies qui pourront peu a peu remplacer le pe trole.

L’Automobile Écologique ///

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SOMMAIRE N°001 - MARS 2013

L’Automobile Écologique ///

Les Technologies pour échapper au pétrole p.16

DOSSIER !

PLAN

Edito

Actualités

Essai

Enquête

Dossier

Voiture à hydrogène

Voiture à air comprimé

Les biocarburants

Les voitures solaires

Les batteries

Hybride/Électrique

Synthèse

Expérience

3

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Enquête Pétrole p.15

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Créez votre véhicule solaire p.41

Expérience !

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ACTUALITÉS

Le constructeur au losange a remis les clés d’un prototype de Twizy spécialement étudié, en vue d’une évaluation sur 8 mois de la puce électrique pour les interventions rapides des pompiers de Paris.

LES POMPIERS ROULENT EN TWIZY !

L’ÉCLAIREUR DES POMPIERS DE PARIS

Parmi les principaux inconve nients de Paris, il y a les embouteillages bien su r, mais e galement cer-taines rues particulie rement e troites dans les-quelles les interventions des Pompiers de Paris sont de licates. En collaboration avec Renault et Renault Tech, la brigade a donc de veloppe ce pro-totype de Twizy adapte pour une intervention rapide. Elle devancera d’autres secours plus im-portants.

VIE A BORD

A bord, une des deux places de la Twizy de se rie a e te troque e, mais un e norme coffre vient se gref-fer au ve hicule. Le Twizy Pompier embarque ain-si 2 extincteurs, 2 bouteilles d’oxyge ne, un e qui-pement complet anti-incendie, un casque et une trousse de premiers secours. La petite taille du Twizy permettra au pompier conducteur de se rendre tre s rapidement sur les lieux d’un acci-dent, d’un malaise ou d’un de but d’incendie et ainsi de gagner quelques minutes parfois cru-ciales.

En plus du gyrophare de toit et d’une sire ne deux-tons, des « leds flashantes » bleues ont e te ajoute es a l’avant du ve hicule. Apre s une de clinaison de la Twizy pour la police, voila une nouvelle version in-te ressante de la petite puce e lectrique de Renault.

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L’Automobile Écologique ///

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ACTUALITÉS

LA CLASSE B ELECTRIQUE BIENTÔT LA!

Mercedes a présenté son concept B-Class Electric Drive lors du salon du mondial de l’automobile à Paris.

UN CONDENSÉ DE TECHNOLOGIES

Ce nouveau prototype est muni du module «Energy Space», endroit se curise et ide al en termes de centre de gravite ou la batterie lithium-ion est pre sente. Cette dernie re peut e tre rechar-ge e sur une prise domestique de 230 V et cela en seulement une heure. Elle re cupe re e galement de l’e nergie lors des phases de freinage et de de ce le -ration. Le moteur e lectrique de 100 kW de livre un couple maximal de 310 Nm et permet d’atteindre les 100 km/h en moins de 10 secondes. L’autono-mie est de 200 km et la vitesse maximale est de 150 km/h.

VIE A BORD

Le cuir Nappa est pre sent sur le volant, les sie ges, les contre-portes, l’accoudoir et la planche de bord, avec des points de broderie en fil bleu tur-quoise. Sur les appuie-te tes, le logo Electric Drive a e te brode . Le ve hicule est connecte a un site in-ternet, ainsi le conducteur peut connaitre l’e tat de charge de la batterie lithium-ion et acce der a bien d’autres fonctions. Enfin, la fonction de recharge intelligente permet de recharger la batterie e co-nomiquement en choisissant les plages horaires ou l’e lectricite est la moins che re.

L’Automobile Écologique ///

Page 8: L'Automobile Ecologique n°1

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L es spectres de la fin du pe trole et du re -chauffement climatique hantent l’industrie

automobile. Voila pourquoi depuis des de cennies

les scientifiques cherchent a perfectionner le

proce de naturel de photosynthe se afin de cre er

une source de carburant renouvelable.

C’est dans ce domaine que la socie te ame ricaine

de biotechnologie Joule Unlimited a de veloppe

une technique de production particulie rement

prometteuse : une bactérie génétiquement

modifiée qui produit directement du carbu-

rant liquide lorsqu’elle est exposée à la lu-

mière en présence de CO2. Les avantages de

ce proce de par rapport aux biocarburants ac-

tuels sont nombreux.

UNE TECHNIQUE TRÈS SIMPLE

Cette technique ne ne cessite que des tubes de

plastique – appele s biore acteurs – transparents

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DES BACTÉRIES À LA PLACE DU PÉTROLE

TENDANCES VERTES

Une sérieuse piste pour le remplacement du pétrole a été mise à jour par la société américaine

Joule : des bactéries qui produisent du carburant à partir du soleil et du CO2. Affaire à suivre...

L’Automobile Écologique ///

Page 9: L'Automobile Ecologique n°1

9

de 100 me tres de long pour 3 centime tres de

diame tre, remplis d’eau non potable (de mer,

sauma tre ou use e). On y rajoute du CO2 achemi-

ne directement des usines voisines et les fa-

meuses bacte ries ge ne tiquement modifie es.

Avec le Soleil et la chaleur (la production sera

maximale avec une tempe rature de 37°C) les

bacte ries fabriquent de l’e thanol.

La solution est ensuite tre s facile et rapide a re -

cupe rer. Pour comparaison ce proce de ne cessite

dix fois moins de place que l’éthanol produit

avec de la canne à sucre.

Si bien qu’il suffirait de 3 000 kilome tres carre s

de tuyaux pour fournir le carburant ne cessaire

au parc automobile français et a peine 50 000

km2 pour le parc europe en ou encore moins de

200 000 km2 pour le parc automobile mondial !

Ainsi la production ne cessaire au parc europe en

n’occuperait que 0,5 % de la surface du Sahara.

DE LA THÉORIE À LA PRATIQUE

Le proce de a de ja largement de passe le stade du

laboratoire car une usine de de monstration est

installe e au Texas. La production d’e thanol est

programme e pour de buter de s 2014 et a un cou t

certes (0,25 €/L) mais il est nettement infe rieur

a celui du bioe thanol ame ricain fabrique a partir

de maï s.

APRÈS L’ESSENCE, LE GAZOLE

Les chercheurs de veloppent maintenant la pro-

duction de gazole de synthèse par une nou-

velle ge ne ration de bacte rie pour un cou t estime

à moins de 50 dollars le baril. Gra ce a son un

indice de ce tane e leve - supe rieure a 100, contre

environ 55 – il est tre s facilement inflammable et

devrait donc permettre d’ame liorer encore le

rendement des moteurs diesel qui l’utiliseront,

et notamment leur puissance.

Enfin, ces carburants de synthe se permettraient

une mobilite neutre en termes d'e missions de

C02, celui rejete par les voitures e tant inte grale-

ment compense par celui ne cessaire a leur fabri-

cation.

lapresse.ca

L’Automobile Écologique ///

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BMW ActiveHybrid 3 É lectrique ? Éssence ? Les deux ? Oui, c’est l’hybride

qui de barque sur la plus petite des berlines BMW. Cette voiture n’ira pas a tout le

monde, puisque le bavarois allie l’e lectrique au mode le le plus puissant de la se rie 3.

UNE ROUTIERE TRES URBAINE...

Cette ActiveHybrid 3 est le qua-

trie me mode le hybride de la

marque allemande. Si elle est

base e sur la plus abordable des

berlines du constructeur, cette

version « verte » de la se rie 3

n’est pas destine e a tout le

monde. Me me si elle est moins

che re que les versions des Se rie

5, 7 ou X6, ce sont ici les or-

ganes de la 335i qui sont utili-

se s. Son moteur 6 cylindres en

ligne de 306 chevaux est allie a

un moteur e lectrique de 55 che-

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ESSAI | Routière

Une rude concurrence…

Audi et Mercedes ont opte pour des quatre cylindres sur leurs berlines hybrides. Une A6 Hybrid (4,92 m, 245 ch, 7,5 s) cou te ainsi a peine 1 200€ de plus que la Se rie 3 ActiveHybrid (4,62 m). Ét la Classe É diesel Hybrid (4,87 m, 231 ch, 7,5 s) 4 700 € de moins puisqu’elle de croche les 2 000€ de bonus alloue s aux hybrides rejetant moins de 110 g de CO2/km.

L’Automobile Écologique ///

Page 11: L'Automobile Ecologique n°1

11

La BMW ActiveHybrid 3 se distingue de ses sœurs

par des sacrifices d'ordre esthétique concédés au

bénéfice de l’aérodynamisme…

Cette version hybride

bénéficie d’embouts

d’échappement spécifiques.

Des signatures « ActiveHybrid »

sont présentent un peu partout

sur ce modèle.

On remarquera facilement

ses jantes en alliage léger

« Stream line » de 18 pouces

en forme d’hélice.

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Page 12: L'Automobile Ecologique n°1

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Prix 54 700€ Moteur Éssence + courant électrique, 6

cylindres en ligne, Turbo Cylindre e 2979 cm3

Puissance 340 ch Couple 450 nm

Transm. AR, auto 8 vitesses L/l/h 4,62/1,81/1,43 m

Coffre 390 l Poids : 1 655 kg (4,86 kg/ch)

0-100 km/h 5,3 s Vitesse maxi 250 km/h

Conso. moyenne 5,9 l/100km

BMW ACTIVEHYBRID 3

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L’Automobile Écologique ///

Page 13: L'Automobile Ecologique n°1

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MODE TOUT-ÉLECTRIQUE &

ANTICIPATION DE LA TOPOGRAPHIE

La puissance des deux moteurs

(340 chevaux au total) est trans-

mise aux roues arrie re via la boî te

automatique ZF a huit rapports. Én

bonne hybride complet, la BMW

ActiveHybrid 3 peut circuler en

mode tout-e lectrique jusqu'a la

vitesse de 75 km/h (autonomie de

quelques kilome tres) et, donc, en

n'e mettant plus aucune gaz nocif ni

CO2.

Én de ce le ration, jusqu’a 160 km/h,

le moteur thermique peut aussi

e tre coupe et entie rement de couple

lorsque le mode ÉCO PRO est en-

clenche . La fonction roue libre ainsi

active e permet de rouler conforta-

blement en exploitant l’e nergie

cine tique gaspille e d'ordinaire en

e chauffement des freins.

NÉE HYBRIDE

La Se rie 3 pre sente l'avantage

d'avoir e te conçue de s le de part

pour pouvoir devenir un jour hy-

bride, d'ou une meilleure inte gra-

tion de la batterie. Au lieu d'e tre

installe e au-dessus de l'essieu

arrie re comme dans la Se rie 5,

re duisant la capacite du coffre de

45 litres en plus d'empe cher le

dossier arrie re de se rabattre, la

batterie se cache derrie re l'essieu

arrie re, sous le plancher du coffre.

Ce dernier n'est donc ampute

"que" de 90 litres et le dossier de

la banquette arrie re peut se ra-

battre pour embarquer des skis ou

autres objets longs.

VIE A BORD

L'ActiveHybrid 3 est une Se rie 3

comme les autres, vue de l'inte -

rieur. La qualite de fabrication est

excellente, et la position de con-

duite, parfaite. Seule l'instrumen-

tation change en fonction des

modes se lectionne s (ÉcoPro, Éco,

Sport, Sport+) le fonctionnement

de la machine e lectrique et l'e tat

de charge de la batterie. Énfin,

cette ActiveHybrid 3 se distingue

par une climatisation automatique

a compresseur e lectrique qui per-

met de pre server la fraî cheur de

l'habitacle me me lorsque le mo-

teur thermique est coupe .

L’Automobile Écologique ///

ESSAI | Routière

Page 14: L'Automobile Ecologique n°1

Où en est-on des réserves de pétrole ?

Nous avons dé ja consommé 1 200 milliards dé

barils dé pé trolé dans lé mondé. Lés ré sérvés és-

timé és sont d'aujourd'hui 1 500 milliards dé ba-

rils (= 40 ans dé la consommation actuéllé).

La théorie du peak oil ést aussi a préndré én

compté. Ellé dit qu'a partir du momént ou nous

aurons produit la moitié dé nos ré sérvés, la pro-

duction césséra d'augméntér ét comméncéra a

dé clinér. Or la daté du peak oil n'ést pas dé finié

car lé chiffré dés ré sérvés dé pé trolé é voluént

sans céssé. En éffét, lés progré s dé la téchnologié

dé foragé pérméttént d'éxploitér dés giséménts

plus compléxés a éxtrairé. Et plus lé prix dé l'és-

séncé a la pompé augménté, plus lés ré sérvés dé

pé trolé augméntént car il déviént réntablé dé lés

éxploitér.

Et les pétroles non conventionnels ?

Il éxistént aussi dés pé trolés ét gaz non convén-

tionnéls. Cé sont lés hydrocarburés tré s difficilés

a éxtrairé ét qui né céssitént dés téchniqués dé

production spé cifiqués :

• lés pé trolés dénsés ét visquéux commé lés

sablés bituminéux du Canada ét lés huilés

lourdés du Vénézuéla,

• lés hydrocarburés dé rochés-mé rés commé lés

schistés bituminéux mais surtout lés pé trolés dé

schistés.

Notammént gra cé aux progré s téchniqués, cér-

tains giséménts péuvént é tré éxploitér. Mais léur

production a grandé é chéllé posé lé problé mé dé

léur réntabilité ét dé léur impact sur l'énvironné-

mént.

Y a-t-il des incertitudes sur les chiffres de

réserves ?

Lés ré sérvés sont séulémént éstimé és ét né sont pas ré éllémént mésuré és. Cértains pays é méttént

donc dés incértitudés car lés chiffrés né péuvént pas é tré contro lé s. Ainsi, pré s dé 80 % dés ré -

sérvés sont dé ténués par dés compagniés natio-nalés qui n'ont pas l'obligation dé lés fairé cérti-

fiér. Lés gé ologués péssimistés pénsént qué nous avons dé ja attéint lé peak oil ét d'autrés plus op-timistés lé situérait aux aléntours dé 2025 én té-

nant compté dés nouvéllés dé couvértés.

Peut-on faire de nouvelles découvertes ?

Oui, aujourd'hui éncoré dé nouvéaux giséménts sont dé couvérts. Mais ils sont dé plus én plus pé-tits ét compléxés a éxploitér. Cértainés ré gions

réstént péu ou pas éxploré és commé l'Arctiqué. Avéc lés nouvéllés téchniqués d'aujourd'hui

(commé l'injéction d'éau ou dé CO2), on péut éx-ploitér plus éfficacémént cés giséménts. Jusqu'ici

énviron 2/3 du pé trolé réstait émprisonné dans la roché.

Faut-il se préparer au déclin du pétrole ?

Il faut sé pré parér au dé clin a tout momént mé mé si la daté du peak oil n'ést pas éncoré

fixé é. Il faut donc comméncér a ré duiré notré in-dé péndancé au pé trolé notammént dans l'auto-mobilé. Commé on né péut pas arré tér dé sé pas-

sér du pé trolé du jour au léndémain, il faudra fairé un "mix é nérgé tiqué" qui associént lés nou-

véllés é nérgiés ét lés hydrocarburés.

Entretien avec Roland Vially, géologue à IFP Ener-gies nouvelles (IFPEN)

Aujourd'hui lé pé trolé ést dévénu indispénsablé dans lés transports ét l'industrié. Mais

malhéuréusémént lé pé trolé ést uné é nérgié fossilé qui mét dés millions d'anné és a sé

ré gé né rér ét sés ré sérvés sont limité és. Nous né savons pas éncoré quand cétté é nér-

gié séra é puisé é mais lés sciéntifiqués én ont uné pétité idé é !

LA FIN DU PÉTROLE ? Enquête | Fin du pétrole ?

Page 15: L'Automobile Ecologique n°1

Parmi les gaz a effet de serre produits par l’homme, le dioxyde de carbone (CO2) e mis par les transports tient une place importante. Afin de limiter les conse quences de sastreuses d’un changement climatique, la re duction de cette pollution automobile apparaî t comme une urgence. C’est pour cela que de nombreux constructeurs s’engagent pour cre er de nouvelles automo-biles, propres et e cologiques. De la pile a combustible aux biocarburants en passant par l’air comprime , les alternatives au pe trole sont nombreuses et font re ver mais elles n’ont pas que des avantages !

LES TECHNOLOGIES POUR ÉCHAPPER AU

PÉTROLE

Page 16: L'Automobile Ecologique n°1

16

L e marche des voitures hybrides connait aujourd’hui une nette ame lioration que ce soit sur le plan de la production des ve hicules ou sur le plan de la consommation et de

l’acquisition de ces automobiles. Mais les nouvelles technologies mises en place dans ces voitures me ritent-elles vraiment d’e tre acquises ? Nous allons le de couvrir tout au long de cet article.

L’Automobile Écologique ///

DOSSIER | Hybride/Électrique

L’HYBRIDE ÉLECTRIQUE, La solution miracle ?

Peugeot 3008 Hybride

PREMIERS PAS

Une motorisation hybride est l’assemblage d’un

moteur e lectrique et d’un moteur thermique dans

une me me voiture. Cependant, comme nous le

verrons plus tard, d’autres e le ments peuvent e tre

associe s comme une pile a combustible ou des

panneaux solaires. Une voiture e quipe e de la

technologie hybride fonctionne gra ce soit, au mo-

teur e lectrique, soit au moteur thermique ou les

deux a la fois.

DIFFÉRENTES CATÉGORIES

Le terme « voiture e lectrique » regroupe tous les ve hicules e tant en partie ou entie rement propulse s

gra ce a un moteur e lectrique. Seulement, diffe rents concepts existent et se diffe rencient par leur

autonomie, leur taux de rejet de CO2 et aussi bien su r par leur prix.

Il existe les voitures hybrides rechar-

geables (PHEV qui signifie Plug-in Hybrid Elec-

tric Vehicle). Elles sont propulse es sur route et

autoroute par un moteur thermique, ce dernier

laissant la place au moteur e lectrique pour la

circulation en ville. Celui-ci est alimente par des

batteries qui se rechargent en roulant gra ce a

l’alternateur couple au moteur thermique et a

l’arre t quand elle est branche sur le secteur.

Deux mode les se de marquent: La Toyota Prius

rechargeable et la Peugeot 3008 Hybride (voir a

gauche). L’autonomie thermique du ve hicule

peut atteindre les 1 000 km, mais celle du mo-

teur e lectrique reste faible, environ 10 km. Co te

tarifs, il faut compter environ 10 000€ de plus

par rapport au mode le classique.

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Page 17: L'Automobile Ecologique n°1

17 L’Automobile Écologique ///

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Opel Ampera

Il y a quelques anne es, une nouvelle cate gorie est

apparue: les voitures a prolongateur d’autono-

mie (EREV qui veut dire Extended Range Electric

Vehicle). Le ve hicule est propulse par un moteur

e lectrique alimente par des batteries de grande

capacite qui restent charge es gra ce au « bloc al-

ternateur - moteur thermique ». Ce-dernier

tourne aux environs de 1500 t/mn, sa vitesse de

rotation optimale. Cela permet des consomma-

tions sur route infe rieures a 2 l/100km de carbu-

rant (essence ou gazole) et de grandes autono-

mies. Le mode le qui repre sente cette cate gorie

est la Chevrolet Volt vendue sous le nom d’Opel

Ampera en Europe a partir de 45 500€ (voir a

droite).

Aujourd’hui, l’utilisation de la voiture est en

pleine e volution. C’est pourquoi les voitures

toutes e lectriques (BEV pour Battery Electric

Vehicle) a batteries et moteur e lectrique com-

mencent, a gagner leur place sur le marche auto-

mobile. En effet, me me si leur autonomie encore

limite e les destine a un usage urbain, la BlueCar

de chez Bollore a su s’imposer sous le nom

d’Autolib’ dans les grandes villes françaises. Leur

batterie a grande capacite doit e tre recharge e a

l’arre t sur prise fixe. Les constructeurs français

se mettent a cette technologie, exemple avec Peu-

geot et la Ion ou encore sa sœur jumelle badge e

Citroe n, la C-ze ro (voir a gauche) disponibles a

partir de 29 000€ hors bonus e cologique. Renault

n’est pas en reste avec la Fluence ou la Zoe (voir

ci-dessus).

Chevrolet Volt

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Car &

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Citroën C-zéro

Peugeot Ion

RENAULT ZOE Une taille ide ale en ville, une autonomie confortable annonce e a 210 km uniquement gra ce a ses batteries de grande capacite et un tarif de 15 700 euros soit le me me que celui d'une Clio diesel. La Zoe veut de mocratiser l'ide e de rouler a l'e lectricite .

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Page 18: L'Automobile Ecologique n°1

18 L’Automobile Écologique ///

DOSSIER | Hybride/Électrique

L’ÉLECTRICITÉ: SUR PLACE OU A EMPORTER ?

Afin de pouvoir comparer diffe rents syste mes, il faut toujours associer a la motorisation l’emport de l’e nergie dont cette dernie re a besoin. Dans le cas des voitures e lectriques, il est important de se parer deux choses: le co te moteur, qui est parfaitement maî trise et efficace et le co te stockage qui n’est pas encore assez efficace ni totalement contro le . Comparons.

L’AUTOMOBILE THERMIQUE Dans les ve hicules thermiques, les moteurs les plus performants actuellement ont des rende-ments e nerge tiques qui ne de passent pas la barre des 20%. Prenons un exemple concret, dans un plein de 60 litres d’essence, seule l’e nergie de 12 litres va e tre transmise aux roues et 48 litres se-ront dissipe s en chaleur. Par contre, un litre de gazole ou d’essence va contenir une quantite im-portante d’e nergie, ce qui va permettre aux voi-tures actuelles de disposer d’autonomies conside -rables, proches de 1 000 km pour 60 litres.

L’AUTOMOBILE ÉLECTRIQUE

Dans les voitures e lectriques, le proble me est in-verse. Le moteur e lectrique a un rendement e ner-ge tique proche de 80%, presque 4 fois celui d’un moteur thermique. Par contre, contrairement au gazole ou a l’essence, la quantite d’e nergie stock-e e dans les batteries actuelles reste faible. En ef-fet, l’e nergie stocke e dans un kilo d’une batterie actuelle est 100 fois infe rieure a celle stocke e dans un kilo d’essence. Au final, l’e nergie e lec-trique stockable dans 1 250 kg de batteries serait ne cessaire pour parcourir la me me distance qu’avec 60 litres d’essence, soit environ 1 000 km. D’ou les solutions PHEV et EREV en attendant des progre s conside rables au niveau des batte-ries.

Moteur thermique biturbo BMW

Moteur électrique de la Renault Zoe

La voiture électrique : Un sujet qui n’est pas nouveau…

Contrairement a ce que l’on pourrait croire, la premie re voiture ayant atteint 100 km/h en 1899, la « Jamais contente » (voir a droite), e tait e lectrique. Mais Henri Ford, peu apre s 1910, commença a produire a grande e chelle sa Ford T, qui permettait d’atteindre 70 km/h et qui ne cou tait que 550 $ alors que les voitures e lectriques cou taient environ 4 fois plus cher. L’automobile e lectrique n’a jamais re ussi a combler son retard sur les voitures thermiques pour offrir une autonomie suffisante a un prix raisonnable. Le de veloppement prometteur des batteries permettra-t-il de re soudre ce proble me?

Page 19: L'Automobile Ecologique n°1

19 L’Automobile Écologique ///

PERFORMANCES

Un moteur e lectrique peut atteindre le me me

niveau de puissance qu’un moteur thermique. La

puissance d’un moteur e lectrique n’a pas de

limites si ce n’est sa taille. En effet, comme c’est le

cas pour un moteur thermique, plus le moteur est

puissant plus il est volumineux. Sur ce point la , le

moteur e lectrique est meilleur, puisque qu’a taille

comparable il est plus puissant qu’un moteur

thermique. De plus, un moteur e lectrique fournit

la totalite de son couple de s le de marrage, ce qui

permet de bonnes reprises a bas re gimes. En ce

qui concerne la vitesse, comme pre ce demment,

aucune limite, me me si la plupart des voitures

actuelles sont bride es a 130 km/h afin de conser-

ver une autonomie convenable. En aou t 2010, le

constructeur Venturi a e tabli un record de vitesse

a 515 km/h avec un dragster e lectrique de plus

de 800 chevaux (voir ci-dessous).

Credits: Barry Hathaway

ACTUALITÉ Le 21 Fe vrier 2013, Vincent Bollore a annonce la mise en vente de la Bluecar (voir ci-dessus) qui sera disponible fin 2013 au prix de 12 000 euros, bonus e cologique de 7000 euros de duit auxquels il faudra aussi ajouter 80 euros par mois pour la batterie et 700 euros pour le ca ble de recharge. Pour rappel, la Blue Car a une autonomie de 250 km en ville et une vitesse maximale de 130 km/h.

Page 20: L'Automobile Ecologique n°1

20

DOSSIER | Batteries

DÉFI AUTOMOBILE : L’AUTONOMIE DES BATTERIES

Beaucoup de mode les de voiture e lectrique se de veloppent mais une chose arre te leur conque te : l’autonomie. Les batteries utilise es aujourd’hui ne permettent pas une autonomie suffisante pour concurrencer le moteur essence. Mais jusqu’a quand ? ...

LA CAPACITÉ DES BATTERIES Embarquer un maximum d’e nergie

pour un encombrement minimal est le

principal de fi de la voiture e lectrique.

La densite e nerge tique est de finie par

ce rapport poids/puissance et de ter-

mine les performances d’autonomie de

la voiture.

En bru lant 1 kg d’essence, il est pos-

sible de ge ne rer 10 000 Wh d’e nergie

alors qu’une batterie lithium-ion a une

densite e nerge tique de 150 Wh/kg a

200 Wh/kg, soit quatre fois plus que la

technologie nickel-cadmium, six fois

plus que le plomb mais 50 fois moins

que les carburants liquides. Les cher-

cheurs travaillent ainsi sur de nou-

veaux types d’e lectrodes capables de

stocker plus d’ions, comme l’oxyde de

mangane se (LiMnO2) ou l’oxyde de

nickel (LiNiO2). Ces technologies sont

en cours de de veloppement et pour-

raient donc augmenter la densite e ner-

ge tique des batteries des voitures

e lectriques a 350, voire 500 Wh/kg. La

proble matique est de trouver la solu-

tion qui combine performance et lon-

ge vite dans le temps. Et les chercheurs

l’ont trouve e ! (voir lithium air)

Il existe diffe rents types de batteries. Si leur fonctionnement est simi-laire, les mate riaux utilise s re agissent diffe remment et ont donc des performances diffe rentes.

Les batteries au Plomb

Les batteries au nickel

Les batteries Nickel-cadmium (Ni-Cd) sont très courantes dans l’industrie en général et ont e quipe un certain nombre d’anciens projets de ve hicules e lectriques. Elles sont légèrement plus perfor-mantes que les batteries au plomb (jusqu’a 80 Wh/kg) et relativement bon marché. Cependant, elles possèdent un effet mémoire important (si la batterie est rechargée alors qu ’elle n’e tait pas comple tement de charge e, ses performances sont re duites) ce qui rend leur utilisation contraignante. Et en plus, le cadmium est très polluant et difficile a recycler.

Les batteries LiPo (Lithium Polymère)

Les batteries Lithium polyme re sont tre s proches des batteries li-thium-ion, sauf qu’elles utilisent un e lectrolyte solide (ge lifie ). Cela permet de produire des accumulateurs avec des formes tre s diverses et qui sont plus su res que les batteries lithium-ion classiques. Ils sont en revanche moins performants et plus chers a produire. Les batteries Nickel me tal-hydrure (Ni-Mh) stockent plus d’e nergie (jusqu’a 110 Wh/kg) et ne contiennent pas d’e le ment tre s polluant. En revanche, leur dure e de vie est limite e et elles se de chargent rapi-dement même quand elles ne sont pas utilisées (autodécharge).

usin

enouvelle

.com

Batterie de voiture au plomb

Page 21: L'Automobile Ecologique n°1

21

LA PLUS UTILISÉE Commercialise e pour la premie re fois par Sony Energitech en 1991, la batterie lithium-ion est de plus en plus utilise e sur les ve hicules e lec-triques (du ve lo au bus) ainsi que dans l’informa-tique et les appareils multime dias portables. Avec un faible taux de de charge dans le temps et sans effet mémoire, cette batterie offre une densite e nerge tique importante : 150 Wh/kg en moyenne sur les dernie res ge ne rations. Par contre ces batteries ont un risque d’explo-sion si elles sont recharge es dans de mauvaises conditions. Le constructeur doit donc pre voir un syste me de se curite pousse , baptise Battery Ma-nagement System (BMS), qui surveille l’e tat, la tension, la tempe rature de la batterie.

UNE NOUVELLE TECHNOLOGIE

En 2009, IBM a de marre le « Battery 500 Pro-ject ». En un mot, le principal objectif du projet est de de velopper un nouveau type de batterie

qui pourra faire rouler une voiture sur 800 km sans être rechargée. Et le résultat, c’est une batterie lithium-air ultra haute densité et lé-ge re qui fonctionne a l’air. Dans cette batterie l’oxyge ne contenu dans l’air re agit avec le li-thium et forme des ions et ainsi de l’e lectricite . Son seul de faut c’est que d’autres re actions chi-miques se produisent en me me temps qui per-turbent le cycle et de gradent rapidement cer-tains composant de la batterie. L’e quipe qui tra-vaille sur cette technologie est donc a la re-cherche d’un autre mate riau qui stabiliserait la re action. IBM pre tend avoir trouve un mate riau tre s prometteur qui est garde secret pour l’ins-tant. Il indique une commercialisation pre vue pour 2020. Il ne reste plus qu’a attendre !

LE FONCTIONNEMENT DU LI-ION

Le fonctionnement des batteries au lithium est base sur l’e change entre les e lectrodes d’ions li-thium accompagne d’un mouvement des e lec-

trons.

Le lithium-me tal e tant potentiellement dangereux, les constructeurs ont de cide d’utiliser le lithium sous sa forme io-nique. La technologie actuelle utilise une anode en carbone dans laquelle sont inse re s des ions lithium Li+. Pen-dant la de charge, ces ions migrent a tra-vers l’e lectrolyte, pour aller s’intercaler dans la structure cristalline de la ca-thode.

Une batterie dite au plomb (ou plomb/acide) est une batterie qui utilise une anode et une cathode en plomb. Elle pré-sente l’avantage de délivrer un courant de forte puis-sance permettant d’alimenter des moteurs eux aussi puissants et d’e tre bon marche . En revanche, elles ont une densite e nerge tique faible et offrent donc une faible autonomie a un ve hicule. Et en plus leur dure e de vie est pluto t limite e (autour de 600 cycles). Cette technologie est la plus re pandue et e quipe actuellement de nom-breux scooters, ve los et ve hicules e lectriques. Les batteries Nickel-Zinc (Nickel Metal-Zinc) ont des performances comparables a la technologie Nickel-Cadmium. En revanche, elles sont beaucoup moins polluantes, mais plus che res.

Apparue en 2007, les batteries lithium-phosphate (LiFePo4) se veu-lent plus su res, moins toxiques et d'un cou t moins e leve que le lithium-ion gra ce a sa cathode en phosphate de fer qui contrairement au cobalt est un mate riau moins cher, peu toxique et plus stable.

Les batteries LMP (Lithium-Metal-Polymère)

Depuis 2007, le groupe français Bollore de veloppe la technologie Li-thium-Métal-Polymère et compte l'exploiter sur sa future voiture e lectrique la Bluecar (voir Les voitures solaires). La densite e nerge tique est plus faible que le lithium-ion, 110 Wh/kg, mais le principal avantage de ces batteries c’est qu’elles sont entie re-ment solides et ne pre sentent pas de risque d'explosion.

Accumulateur NI-Mh

Germ

ain

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LLV

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DU

L’Automobile Écologique ///

Page 22: L'Automobile Ecologique n°1

22

Les cathodes des batteries Li-ion sont en oxyde de cobalt (CoO2) ou de mangane se (MnO2 ou MnO4).

LES RESSOURCES EN LITHIUM, ENTRE CRAINTE ET ESPOIR

Les ressources de lithium dont on dispose a l’heure actuelle suffiront-elles a couvrir nos be-

soins dans les anne es a venir ? Cette question se pose de ja compte tenu de la consommation dans le marche te le phonique et informatique et aussi dans l’automobile pour les anne es a venir. Pour certains spe cialistes, la re ponse est « oui » au vu des 11 millions de tonnes pre sents dans le sol ame ricain et sans compter les possibilite s d’ex-traction dans la mer. Cela suffirait a alimenter les diffe rents marche s pendant encore des centaines d’anne es.

Mais une dernie re e tude mene e par le cabinet français Meridian International Research expose un tout autre constat qui se veut assez alarmant : les re serves ne seraient en fait que de 4 millions de tonnes, qui une fois purifie es pour e tre exploi-tables dans la fabrication des batteries ne se-raient plus que de 234 000 tonnes. Selon le cabi-net on peut s’attendre a une pe nurie d’ici 2015 ! Les constructeurs automobiles et batteries se veulent rassurants malgre tout, garantissant de leur co te de quoi pouvoir assurer une production de « milliards de ve hicules ». La consommation augmente de 8% par an depuis 2011. L’augmen-tation du prix du lithium passant de 350 a 5500 dollars la tonne de carbonate de lithium entre 2003 et aujourd’hui (ce qui e quivaut a 100 dol-lars pour les 3 kilogrammes que contient une

batterie pour ve hicule e lectrique) pousse quand me me les constructeurs a prendre des pre cau-tions.

Pour en savoir + sur : Le projet d’IBM sur la batterie Lithium air sur

Youtube : http://youtu.be/8pMFLpiqPAc La production de lithium : Science & Vie n°1114

De sert d’Atacama, au Chili. Sur le plus gros gisement actuel, l’entreprise Chemetall exploite notamment la saumure (liquide verda tre au premier plan), riche en lithium.

Photo : Eitan

Had

dok

Batterie Li-ion

DOSSIER | Batteries

L’Automobile Écologique ///

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Page 24: L'Automobile Ecologique n°1

24

DOSSIER|HYDROGENE

L’hydrogè nè èst non toxique èt son utilisation dans lès pilès a combustiblè n’èntraî nè

què l’è mission dè vapeur d’eau èt la production d’électricité. Alors, èst-cè l’è nèrgiè

dè dèmain?

L’HYDROGÈNE, RÉELLE ALTERNATIVE ?

L’hydrogè nè, què l’on dèvrait appèlèr dihydrogè nè,

puisquè sa formulè chimiquè èst H2, èst constituè dè 2

atomès d’hydrogè nè. Il èst naturèllèmènt prè sènt sur

tèrrè mè mè s’il n’èst pas disponiblè a l’è tat natif. En

èffèt, on lè rètrouvè principalèmènt dans l’èau èt dans

toutès lès èspè cès vivantès (Il rèprè sèntè 63% dès

atomès du corps humain) mais il n’èst jamais prè sènt

sèul. Il faut donc l’èxtrairè d’autrès molè culès.

A PARTIR DES HYDROCAR-

BURES...

On cassè lès molè culès d’hydro-

carburè sous l’action dè la cha-

lèur pour èn libè rèr l’hydro-

gè nè. Lè rèformagè par vapèur

du gaz naturèl èst lè procè dè lè

plus courant : lè gaz naturèl èst

èxposè a dè la vapèur d’èau trè s

chaudè, èt libè rè ainsi l’hydro-

gè nè qu’il contiènt. Mais la pro-

duction d’hydrogè nè par rèfor-

magè a l’inconvè niènt dè rèjètèr

du CO2 dans l’atmosphè rè.

A PARTIR DE L’EAU…

On dissociè lès atomès d’oxygè nè

èt d’hydrogè nè combinè s dans

lès molè culès d’èau (H2O → 2H +

O). L’è lèctrolysè pèrmèt dè dè -

composèr chimiquèmènt l’èau èn

oxygè nè èt hydrogè nè sous l’ac-

tion d’un courant è lèctriquè. Sè-

lon la naturè dè l’è lèctricitè utili-

sè è, l’èxtraction dè l’hydrogè nè

s’accompagnè ou non d’è mis-

sions polluantès.

A PARTIR DE LA BIOMASSE...

On utilisè la biomassè qui èst consti-

tuè è dè tous lès vè gè taux (bois, paillè,

ètc…) qui sè rènouvèllènt a la surfacè

dè la Tèrrè. L’hydrogè nè èst produit

par gazè ification, laquèllè pèrmèt l’ob-

tèntion d’un gaz dè synthè sè (CO + H2).

Aprè s purification, cèlui-ci donnè dè

l’hydrogè nè. La quantitè dè CO2 è misè

au cours dè la convèrsion dè la bio-

massè èn hydrogè nè èst è quivalèntè a

cèllè qu’absorbènt lès plantès au cours

dè lèur croissancè. L’è cobilan èst donc

nul.

L’Automobile Écologique ///

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L’HYDROGÈNE: CARBURANT OU SOURCE D’ÉNERGIE?

Unè fois produit, l’hydrogè nè pèut jouèr lè ro lè soit dè carburant soit dè source d’énergie. En èffèt,

s’il pèut alimèntèr dirèctèmènt un motèur thèrmiquè adaptè commè sur la Bmw Hydrogèn 7, il pèut

aussi è trè « vecteur d’énergie » èt alimèntèr unè pile à combustible. Dans cè cas, il n’èst què la

sourcè dè l’è nèrgiè, puisquè c’èst la pilè qui va produirè l’électricité dont ont bèsoin lès moteurs du

vè hiculè. Cès dèrnièrs sont gè nè ralèmènt situè s sur lès rouès èt propulsènt sèuls l’auto.

La formation d’eau à partir dè l’oxygène

èt dè l’hydrogène produit dè l’électricité.

C’èst sur cè principè què fonctionnè la pilè

a combustiblè.

UNE SOLUTION QUI N’EST PAS PARFAITE...

Lè cou t d’unè pilè a combustiblè èst è lèvè du aux matè -

riaux dont èllè a bèsoin pour fonctionnèr. En èffèt èllè

èst constituè è dè platinè, un matè riau plus dènsè èt

plus chèr què l’or. C’èst pour cèla què dè nouvèllès pilès

sans matè riaux noblès sont èn dè vèloppèmènt.

STOCKAGE DE L’HYDROGÈNE

Lè principalè inconvè niènt dè la pilè a combustiblè èst

lè stockagè dè l’hydrogè nè. Mè mè si cè dèrnièr pèut

è trè stockè dè dèux façon: sous formè liquidè ou sous

formè solidè, il rèstè difficilè a contènir. En èffèt, il èst

compliquè a liquè fièr (sa tèmpè raturè dè liquè faction

èst dè –253°C). Sous formè gazèusè, il prènd bèaucoup

dè placè. Dès rè sèrvoirs pouvant rè sistèr a dès près-

sions dè 700 bars ont è tè dè vèloppè s, mais mè mè a

cèttè prèssion, 4,6 litrès d’hydrogè nè sont èncorè nè -

cèssairès pour produirè autant d’è nèrgiè qu’avèc 1 litrè

d’èssèncè.

MAIS QUI POSSEDE DE SÉRIEUX ARGUMENTS

Lè rèndèmènt d’unè pilè a combustiblè èst è lèvè (dè

50% a plus dè 80%) comparè au rèndèmènt d’un mo-

tèur thèrmiquè (èntrè 25% èt 30%).

Ellè rèstè trè s silèncièusè èn fonctionnèmènt èt la pilè

sèulè prènd pèu dè placè.

La tèmpè raturè dè l'intè rièur du motèur n'attèint què

80° C au maximum alors què la tèmpè raturè du cœur

d'un motèur dièsèl èst dè plus dè 1000°C.

La pilè a combustiblè nè provoquè aucun mouvèmènt :

il n'y a donc pas d'usurè èt èllè nè nè cèssitè, par consè -

quènt, aucun èntrètièn.

Son principal avantagè rèstè qu’èllè èst non-polluantè:

sèulè dè la vapèur d’èau èst rèjètè è dans lè cas d’un

fonctionnèmènt a l’hydrogè nè.

P.S

troppa/C

EA

Gre

noble

L’Automobile Écologique ///

Page 26: L'Automobile Ecologique n°1

26

DOSSIER|HYDROGENE

Mercedes classe B F-Cell

E quipè è d’unè pilè a combustiblè alimèntè è par hy-

drogè nè èt d’un motèur è lèctriquè, c’èst unè autono-

miè dè prè s dè 400 km qui è tait annoncè è par Mèr-

cèdès èn 2011. Lè pari a è tè rè ussi, 200 modè lès ont

è tè produits èn Allèmagnè èt Californiè. Lè construc-

tèur allèmand attènd maintènant què dès infrastruc-

turès sè dè vèloppènt pour pourvoir sortir un nou-

vèau modè lè « F-Cèll » a plus grandè è chèllè.

Bmw Hydrogen 7

Roulant gra cè a un motèur thèrmiquè adaptè

qui pèut è trè alimèntè par dè l’èssèncè mais

aussi par dè l’hydrogè nè. Cè modè lè fut fortè-

mènt critiquè , notammènt par lè magazinè allè-

mand « Spiègèl » qui affirmè què lè vè hiculè pol-

luè autant qu’un poids lourd a causè dè l’è nèrgiè

nè cèssairè a la production dè l’hydrogè nè èt dè

cèllè rèquisè pour sa consèrvation a l’è tat li-

quidè (a -253°C).

Avèc prè s dè 70 stations dans lè mondè, Air liquid s’im-

posè dans lè sèctèur dè l’hydrogè nè. Dès pays s’asso-

ciènt afin dè favorisèr l’installation dè pompès, mais la

Francè èst èn rètard. La dèrniè rè station fut installè è

aux Pays-Bas dè but dè cèmbrè. Ellè èst capablè dè dè li-

vrèr dè l’hydrogè nè a dèux prèssions diffè rèntès: 350

èt 700 bars.

Ils ont fait le pari...

Air Liquid: Leader de l’hydrogène

© Copyright Air Liquid

L’Automobile Écologique ///

Page 27: L'Automobile Ecologique n°1

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La technologie de l'air comprime e tait de ja utilise e au XXe me sie cle. Depuis, elle a e te abandon-ne e faute de moyen financier pour la de velopper. Aujourd'hui, de nombreuses entreprises, comme PSA et MDI, relancent les recherches. Ces voitures auraient-elles alors un aussi bon avenir que les voitures e lectriques ?

LES SECRETS DU MOTEUR À AIR

L ’e nergie de l’air comprime (e nergie produite lors de la de tente) a e te tre s utilise e au XXe me

sie cle par les locomotives minie res et les tram-ways urbains. Depuis, cette technologie a e te oublie e car le moteur thermique offre beaucoup plus d’autonomie. Mais voila de ja 15 ans que Guy Ne gre, un inge nieur automobile, s’acharne a commercialiser sa voiture a air comprime sans grand succe s.

MDI & TATA MOTORS

Pour permettre la commercialisation de son ide e, Guy Ne gre cre e sa propre entreprise : MDI (Motor Development International) en 1991. Cette dernie re signe en 2007 un contrat avec Ta-ta Motors, constructeur automobile base en Inde, pour qu’il e quipe les moteurs a air de MDI de carrosseries a bas cou t. Les voitures obtenues pourront e tre vendues en Inde pour quelques milliers d’euros. MDI a annonce la commerciali-sation de trois mode les de voitures fonctionnant uniquement a l’air comprime cette anne e : l’AIR-Pod, la OneFlowAIR et la MiniFlowAIR (voir page 29)

AVANTAGES & INCONVÉNIENTS

Pour un usage automobile, le moteur pneuma-tique pourrait e tre pre fe re aux moteurs e lec-triques pour des raisons lie es au stockage de l'e nergie et au moteur.

Tout d'abord, le cou t de fabrication du re servoir d'air est plus faible que celui d'une batterie, il pe se moins lourd et les mate riaux utilise s sont moins polluants et plus facilement recyclables. Les bonbonnes d'air peuvent se recharger a l'infini car elles ne s'usent pas.

Le moteur offre un couple important pour un volume et un poids minimum. Sa conception est simple et robuste.

Par contre, autant la recharge e lectrique est si-lencieuse, autant la compression d’air ne l'est pas. Ces voitures pre sentent aussi l'inconve nient d'une faible autonomie par rapport aux moteurs thermiques, qui e tait acceptable pour des ve hi-cules type tramway, avec arre ts fre quents et tra-jets fixes permettant un rechargement rapide en air, mais qui est contraignante pour un ve hicule individuel. L'autonomie peut aussi e tre ame lio-re e gra ce a l'alle gement des ve hicules (ex : re ser-voirs d'air en fibre de carbone).

FONCTIONNEMENT

Le moteur mono-énergie à air comprimé est un moteur qui fonctionne uniquement avec de l’air comprime . Cet air est stocke dans des re servoirs haute pression (300 bars) en car-bone. Le moteur est constitue de deux blocs : un cylindre de charge (aspiration et compression) et un cylindre de de tente. Il fonctionne donc selon le principe de compression et de de tente de l’air. Le fonctionnement re el du moteur est garde secret par les constructeurs.

Un e corche du pro-totype de Citroe n C3 Hybrid Air

L’Automobile Écologique ///

Ph

oto

s : P

SA

DOSSIER | Air comprimé

Page 28: L'Automobile Ecologique n°1

28

MODE COMBINÉ HYDRAULIQUE + THERMIQUE

Il est active automatiquement pour re pondre aux acce le rations du conduc-

teur en zone urbaine et extra-urbaine et pour recharger si besoin le stock-

eur d’e nergie a basse vitesse.

MODE ESSENCE

Il est privile gie en zone extra-urbaine (route et autoroute). Comme l’e ner-

gie hydropneumatique n’est pas disponible sur une longue dure e, mieux

vaut la re server aux phases ou elle est la plus efficace : les acce le rations.

MODE AIR

Il est privile gie jusqu’a 70 km/h. En ville, le moteur a air est utilise jusqu’a

80 % du temps Il permet aussi un meilleur confort acoustique.

MODE RÉGÉNÉRATION D’ÉNERGIE

Lors des freinages et de ce le rations, la pompe hydraulique entraî ne e par les roues, pousse l’huile vers

le re servoir haute pression ou l’azote est comprime jusqu’a 70 % de l’e nergie motrice des roues.

Les composants de la technologie Hybrid Air de PSA

Moteur thermique 3 cylindres, 82 ch.

Transmission à train épicycloïdal

Pompe hydraulique

Moteur hydraulique

Réservoir haute pression de

17 litres (jusqu’à 250 bars)

Réservoir à

essence

Réservoir basse

pression (vase

d’expansion)

Créd

its : PSA

L’Automobile Écologique ///

PROJET DE PSA Pourtant l’ide e de Guy Ne gre n’est pas farfelue puisque PSA vient d’avouer en janvier dernier qu’il travaille depuis maintenant deux ans sur un projet de moteur a air comprime . Son ide e est d’associer une moteur thermique avec un mo-teur (hydraulique) propulse a l’air comprime . Cette voiture sera alors nomme e « Hybrid Air ». Le principe tient en deux réservoirs d'azote, l'un basse pression, l'autre haute pres-sion (jusqu'a 250 bars). Un fluide hydraulique, propulse par une pompe entraî ne e par l'e nergie de la de ce le ration du ve hicule, comprime l'azote

contenu dans le re servoir haute pression. A l'inverse, la de tente de l'azote dans le re servoir haute pression permet de fournir de l'e nergie au ve hicule en phase d'acce le ration, via la pompe hydraulique qui transmet son couple aux roues via un train e picycloî dal (de veloppe par PSA) . Les phases de fonctionnement sont identiques à celles d'un hybride classique, seul le moyen de stockage est différent. Ce syste me se distingue e galement par sa masse rai-sonnable : 100 kg, a comparer aux 130 kg du sys-te me HYbrid4 monte sur le Peugeot 3008, consi-de re comme un des plus le gers du marche .

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29

Toyota KU:RIN

Le syste me de propulsion du concept propre KU:RIN repose sur la de compression rapide de l’air stocke dans des bonbonnes d’air dans la voiture pour alimenter le moteur 3 cylindres, le tout place derrie re le sie ge du pilote. Le compresseur a e te inverse : au lieu compresser de l’air avec une e nergie me canique, il ge ne re de l’e nergie me canique gra ce a l’expansion de l’air. Avec son profil de dragster tre s ae rodynamique, le KU:RIN mesure 3,5 me tres de long pour 80 centime tres de large et dispose d’une autonomie de 3,2 km sans recharger ses re serves d’air. Le prototype monoplace de voile re cemment vient d’enregistrer le 9 septembre dernier une vitesse de pointe de 129,2 km/h sur un circuit d’essai. Cela en fait la voiture a air comprime la plus rapide du monde.

AIRPod (version standard)

Avec une taille re duite (2.07x1.60x1.74), un tout petit prix (environ 6 000 €), une pollution absolument nulle, un design ludique et futuriste, AIRPod posse de toutes les qualite s pour se duire son public. Il ne cou te qu’un euro pour 200 kilome tres. On le conduit avec un joystick. Son re servoir d’air de 200 litres lui procurent une autonomie de 220 km en cycle urbain. MDI pense que AIRPod sera commercialise cette anne e.

Ils ont fait le pari...

MiniFlowAIR

La MiniFlowAIR sera aussi commercialise e cette anne e selon MDI. Elle est un peu plus grande que l’AIRPod, son autonomie sera donc un peu moindre (environ 180 km) mais pour-ra rouler plus vite : 110 km/h. Cette voiture sera disponible en 100 % air (mono e nergie) ou en bi e nergie. A l’inte rieur de la voiture se trouve son inventeur : Guy Ne gre.

md

i.lu

u

sers.telenet.b

e

OneFlowAIR

Les technologies de MDI, le ge res et peu cou teuses, permettent de relever le challenge d'une voiture low-cost, utilitaire et propre. Ce type de véhicule est appelé à rouler dans des villes surpeuple es et particulie rement pollue es.

La version de base ne cou te que 3500 € (version de base) des-quels sont de duit 1700 € pour le bonus e cologique et la prime a la casse. Elle est e galement disponible en mono et bi e nergie. m

di.l

u

DOSSIER | Air comprimé

Page 30: L'Automobile Ecologique n°1

30

L es biocarburants, aussi appelés agrocar-burants, sont issus de la biomasse. Trois

grands types de biocarburants existent : le Dies-ter ou biodiesel, le bioéthanol, et les algocar-burants. Il en existe aussi plusieurs ge ne rations. Ils peuvent e tre utilise s purs comme au Bre sil (é thanol) ou én Allémagné (biodiésél), ou comme additifs aux carburants classiques. La France a d’abord opte pour cette dernie re solu-tion, mais autorise depuis 2006 un pourcentage plus e leve d’e thanol en me lange (E85 = jusque 85 % d’é thanol dans lé ré sérvoir).

PREMIÈRE GÉNÉRATION

La premie re ge ne ration de biocarburants est is-sue de produits alimentaires :

Soit a partir de plantes oléifères qui contien-nent une huile ou une graisse végétale commé le palmier a huile, le tournesol ou le colza. L'ex-traction de l'huile ve ge tale peut alors e tre effec-tue e par un simple e crasement, ou avec des pro-duits chimiques.

Soit a partir de plantes dont la composition est riche en sucre commé la canné a sucré, la bétté-

rave sucrie re, du maï s ou du ble . Ces plantes sont transforme es en alcool via un processus de fer-mentation des sucres.

La production des biocarburants de premie re ge ne ration entraï nent une production agricole intensive et donc une augmentation de la pol-lution des eaux avec les pesticides et les en-grais. Au Bré sil on va mé mé jusqu'a dé boisér l'Amazonie, qui absorbe le dioxyde de carbone et libe re de l'e nergie, pour produire du biocarbu-rant. La part de la production agricole pour la fabrication de biocarburants est devenu plus forte. Ceci fut une des causes de la flambe e des prix alimentaires re cemment. Heureusement, le monde semble avoir compris qu’on ne peut pas cesser de produire des aliments pour faire rouler des voitures.

DEUXIÈME GÉNÉRATION

C'est donc la deuxie me ge ne ration de biocarbu-rants qui va re soudre le proble me de la produc-tion alimentaire. Ils sont fabrique s a partir des parties non alimentaires des plantes. Ils sont issus de la transformation de la lignocellulose contenue dans les résidus agricoles (paillé, pulpe de betterave) et forestiers (bois), dans des plantes provenant de cultures dédiées (miscanthus) ét mé mé gra cé aux déchets verts. Ceux-ci ne re duisent donc plus la surface attri-bue e aux plantes alimentaires et les deux activi-te s deviennent comple mentaires.

Deux voies sont de veloppe es pour transformer la

lignocellulose des plantes (paroi cellulaires des ve ge taux compose de cellulose et de glucose, qui, une fois extrait, peut e tre converti en e thanol par

fermentation) : la voie biochimique pour obtenir

LES BIOCARBURANTS,

Avec l’e puisement des re serves de pe trole, les scientifiques misent sur la fabrication des bio-carburants. Ils permettent de re duire le cou t du carburant et l'e mission de gaz a effet de serre. Ne anmoins, ils ne sont pas la solution miracle que nous attendions tous car ils ont aus-si des de savantages environnementaux et sociaux.

CARBURANTS D’AVENIR ?

L’Automobile Écologique ///

DOSSIER | Biocarburants

Page 31: L'Automobile Ecologique n°1

31

de l'e thanol et la voie thermochimique pour ob-

tenir du biogazole de synthe se ; on parle aussi de

filie re BtL (Biomass to Liquid). Ces phases sont, pour certaines, encore en voie de recherche.

Les avantages de cette génération sont donc

multiples. Ils permettent de ne pas de réduire la production de denrées alimentaires. Le bi-

lan énergétique et environnemental est meil-leur que la première génération (moins de

consommation d'eau et d'engrais).

TROISIÈME GÉNÉRATION

Les biocarburants de troisie me ge ne ration sont

obtenus à partir d'algues ou de bactéries (voir article Les bactéries pour remplacer le pétrole p. 8). Ces carburants sont pour l'instant assez cou -

teux a produire et sont donc encore en phase de

recherche pour la plupart. Mais les scientifiques

pensent qu'ils ont un bon avenir.

LE BIOÉTHANOL (EN SUBSTITUTION DE

L'ESSENCE)

L’e thanol est un alcool produit par la fermen-tation des sucres conténus dans lés plantés riches en sucre (betteraves, topinambours, canne

a sucre...) ou en amidon (pomme de terre, ce -re ales) ou dans les plantes ligneuses (bois, paille...).

L’e thanol (de la production a l'utilisation) pro-duit 2,5 fois moins de gaz a effet de serre et a un rendement e nerge tique (rapport entre l'e nergie restitue e et l'e nergie non renouvelable mobili-

se e) 2,3 fois supe rieur par rapport a l’essence.

La production d’e thanol a beaucoup augmente

dans le monde. Entre 2000 et 2007, elle a triple et a atteint 88,8 milliards de litres en 2011.

Les principaux producteurs d’e thanol sont les

E tats-Unis (41 milliards de litres) et le Bre sil (26 milliards de litres). Ces deux pays repre sentent 85 % dé la production mondialé. Lés autrés pays producteurs sont la Chine, le Canada, la France et

l'Allemagne.

En 2007, 23% de la production de maï s des E tats-Unis et 54% de la re colte de canne a sucre au Bre sil e taient e te utilise s pour produire de l'e tha-nol. Il est produit en France a 70 % a partir de la betterave, et a 30 % a partir de ce re ales.

Malgre une hausse de la production des biocar-burants, la part de ces derniers dans l'utilisation des carburants reste faible. En 2008, seulement

4,5 % aux É tats-Unis, 40 % au Bré sil ét 2,2 %

dans l’Union Europe enne des carburants utilise s dans les transports sont de l’e thanol.

Les pe troliers ont choisi de le me langer avec l'es-sence et avec de l’isobutyle ne, un de rive du pe trole. Il forme alors l’ETBE (e thyl tertio butyl e ther).

LES SUBSTITUANTS AU GAZOLE Dans les moteurs a gazole on peut utili-

ser soit de l'huile ve ge tale (colza, tour-

nesol, soja, arachide...) soit des esters d'huile.

L'ester pre sente deux avantages sur les huiles brutes : il est moins visqueux et

Plantation de miscanthus pour les biocarburants de deuxie me ge ne ration

L’Automobile Écologique ///

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32

pre sente une meilleure aptitude a s'auto-enflammer dans le moteur. Le carburant qui se de veloppe actuellement est l'ester me thylique d'huile de colza ou de tournesol, autrement ap-pele le diester.

Par rapport a la filie re gazole, la filie re EMVH/Diester (de la production a l'utilisation) produit

3,5 fois moins dé gaz a éffét dé sérré ét a un rén-dement e nerge tique 3,3 fois supe rieur (ADEME (Agéncé dé l'Énvironnémént ét dé la Maî trisé dé l’E nergie), 10/2006).

80 % dés agrocarburants éuropé éns sont du bio-diesel (ou diester), principalement fabrique a partir de colza, de soja et d'huile de palme.

Le biodiesel est introduit a 1 % dans le diesel en France. Elle est ainsi le deuxie me producteur eu-

rope en de diester.

La production mondiale de biodiesel a atteint 16,6 milliards dé litrés én 2009. (Vital Signs 2010 - WorldWatch Institute)

Par exemple, la moitie de la canne a sucre au Bre sil est de die aux biocarburants, 30% du maï s

aux E tats-Unis et 60% du colza en Europe.

EST-CE QU’ILS POLLUENT MOINS ?

Gra ce aux progre s re alise s par les motoristes en matie re de pollution, on peut s'apercevoir que les biocarburants ne diminuent pas sensiblement les pollutions locales. Mais le bilan environne-

mental a la sortie du pot d’e chappement (sans prendre en compte tout le processus industriel de production) est globalement positif. L'oxyge ne contenu dans les biocarburants per-mettent une meilleure combustion. Ainsi, le bio-diesel comme l’ETBE permettent de re duire de 11 % a 14 % lés réjéts dé monoxydé dé carboné. Le biodiesel permet une diminution de l’ordre de 20 % dés particulés ét fumé és noirés.

Le be ne fice en terme de pollution se situe pluto t avec le dioxyde de car-bone (CO2), le gaz qui contribue fortement au re chauffement climatique. Ainsi, d’apre s les calculs de la Mission Interminis-te rielle de lutte contre l’effet de serre (MIES) une

tonne de biodiesel permet d’e conomiser 2,1 tonnés dé CO2 ét uné tonné d’é thanol, 1,4 tonné dé CO2. 1 % d’utilisation dé biocarbu-rants permet d’e viter le rejet dans l’atmosphe re de 1 million de tonnes de CO2. Ceci pourrait donc devenir inte ressant a l'e chelle mondiale.

CONSÉQUENCES SUR L'ENVIRONNEMENT ET L'AUTOMOBILE

Les biocarburants permettent de re duire la de -pendance faite avec les e nergies fossiles mais ils ont aussi des impacts sur l'environnement, les cultures et l'automobile. Les cultures ne cessitent une grande quantite d'engrais et d'eau. Pour comparaison, aujourd'hui il faut entre 1000 et 4000 litrés d'éau pour produiré un séul litré dé biocarburant. Au final, beaucoup de pays se sont lance s dans la production de biocarburants pour le transport routier mais selon une e tude de l'ADEME, le bilan sur les biocarburants de premie re ge ne ration demeure plus que mitige . De plus, ils contiennent davantage d'eau et d'oxyge ne que les carburants classiques, ce qui entraï ne la corrosion des mo-teurs. Ceux qui contiennent de l'e thanol aug-mentent la consommation en carburant d’apre s les automobilistes.

DOSSIER | Biocarburants Wikipe d

ia.org

On re alise la synthe se chimique de l'ETBE par addi-tion d'e thanol sur de l'isobute ne (ou isobutyle ne).

L’Automobile Écologique ///

Page 33: L'Automobile Ecologique n°1
Page 34: L'Automobile Ecologique n°1

34

Le Soleil est la source de lumie re et de chaleur qui permet aux diffe rents syste mes or-ganiques de survivre, gra ce a l'e nergie abondante qu'il leur procure. Mais alors, pour-quoi ne pas utiliser cette e nergie colossale pour palier notre futur manque de pe trole ? Les constructeurs automobiles se sont penche s sur cette ide e et c'est ainsi qu’est ne e la voiture solaire...

LE SOLAIRE DANS L’AUTOMOBILE

DOSSIER | Voiture solaire

Comment fonctionnent les voitures solaires ? Certains mode les sont-ils de ja en voie de com-mercialisation ?

FONCTIONNEMENT La partie supe rieure de la voiture solaire est couverte de cellules solaires photovoltaïques qui convertissent l'e nergie solaire en e lectricite . L'e lectricite ainsi re cupe re e est ensuite emmaga-sine e dans des batteries qui alimentent le mo-teur e lectrique de la voiture. Les cellules photo-voltaï ques ne fournissent pas suffisamment de puissance pour alimenter directement le moteur donc elles rechargent la batterie. Un panneau solaire photovoltaï que est compose de plusieurs cellules. Ces cellules sont consti-tue es de silicium, un mate riau semi-conducteur extrait de la silice contenu dans le sable.

Lorsque les photons (particules des rayons du soleil) viennent frapper les cellules des pan-neaux, ils vont exciter les e lectrons qui tournent autour d'un noyau, ils vont alors passer au noyau suivant et ge ne rent donc un courant e lec-trique, recueilli au sein des cellules par de fins fils me talliques.

Page 35: L'Automobile Ecologique n°1

35

voiture

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ique.n

et

La premie re version de la Bluecar, ici pre -sente e au salon de Genève en 2006

Le concept Pininfarina-Bollore B0 pre sente e en 2008 au mondial de l’automobile de Paris

LA BLUECAR DE PININFARINA–BOLLORÉ La Bluecar (voir photos ci-dessus) posse de un moteur électrique de 50 kW (= 68 chevaux), une vitesse maximum de 130 km/h (bride e e lec-troniquement) et une acce le ration de 0 à 60 km/h en six secondes.

Gra ce a ses 35 000 employe s qui ont acquis des connaissances dans les stockages de l’e lectricite et l’extrusion de polyme re, Bollore travaille de-puis 15 ans, sur la mise au point d’une batterie “tout solide” à base de Lithium Métal Poly-mère. Le constructeur annonce que pour un poids e quivalent, la batterie stocke cinq fois plus d’e nergie qu’une traditionnelle et a une dure e de vie d’environ 200 000 km pour une se curite in-

comparable. En plus la batterie L.M.P. est uni-quement composée de matériaux non pol-luants qui pourront e tre recycle s. Elle pe se 300 kg et permet une autonomie de 250 km. Les pre-miers mode les ont e te commercialise s en 2009. Les particuliers ne peuvent que louer cette voi-ture et depuis juin 2012 seulement. Le prix de la location est de 330€/mois pour une consomma-tion de 1,5€ d’e lectricite pour 100 km. La dure e de la location n’est que de trois mois

Le groupe Bollore est aussi a l’origine des Autolib’, des voitures 100 % électriques qui circulent dans les rues de Paris et de 45 com-munes d’Ile-de-France depuis l’automne 2011.

L’Automobile Écologique ///

Page 36: L'Automobile Ecologique n°1

36

Le toit de l’Eclectic est compose de cellules photovoltaï ques translucides

VENTURI ECLECTIC Le constructeur Venturi installe a Monaco pro-pose le premier ve hicule a trois places commer-cialise a e nergies renouvelables.

- 1er véhicule à énergies renouvelables

- 1er ve hicule de production solaire (2.5 m² de

cellules photovoltaï ques) qui permet une auto-

nomie supple mentaire de 7 km par jour d’expo-

sition

- 1er ve hicule permettant une recharge directe

gra ce une éolienne démontable qui permet une

autonomie supple mentaire de 15 km dans les

re gions vente es

Eclectic est ainsi le ve hicule ayant le moins d'im-

pact sur l'environnement.

Eclectic offre une nouvelle fonction tre s inte res-

sante. Une fois a l’arre t, contrairement aux autres

ve hicules qui deviennent passifs, elle recharge

ses batteries via les panneaux photovoltaï ques

et/ou l’e olienne et met a disponibilite ses re -

serves d’e nergie pour d’autres applications. Ainsi

cette re serve d'e nergie conside rable, permettra

de pallier des manques de production e lectrique,

comme c'est par exemple de ja le cas en Califor-

nie.

La batterie (NiMH) de dernie re ge ne ration offre

une autonomie allant jusqu’à 50 km à une vi-

tesse de 50 km/h (bride e e lectroniquement).

Elle permet ainsi de couvrir tre s largement les

de placements en ville quotidiens.

Le rechargement de la batterie met 5 heures sur

une prise de 16 A. Le constructeur fournit une

e olienne de montable et ainsi facilement trans-

portable. Elle fonctionne seulement lorsque le

ve hicule est en stationnement.

Une Venturi Eclectic 2.0 est de ja pre vue ! Pour + d’infos : Aller sur le site offi-ciel du constructeur venturi.fr

L’Automobile Écologique ///

DOSSIER | Voiture solaire

Page 37: L'Automobile Ecologique n°1

37

LE WORLD SOLAR CHALLENGE

Le World Solar Challenge, en français le de fi solaire mondial, est une course de voitures propulsées à l'énergie solaire. Elle a e te cre e e par l'australien Hans Tholstrup en 1987 qui avait lui-me me construit un ve hicule e lectrique e quipe de cellules solaires. Des proto-types de ve hicules solaires parcourent un circuit de 3 021 km à travers l'Australie centrale, entre les villes de Darwin et d'Ade laï de. Beau-coup d’e quipes (principalement des universite s et des entreprises) viennent concourir de tout le monde entier.

23 e quipes ont participe au premier de part mais seulement sept d’entre elles sont parvenus a l’ar-rive e ! Depuis 10 e ditions se sont succe de es. La 11e me aura lieu en octobre 2013. Les perfor-mances se sont beaucoup ame liore es passant de 46 h en 1990 a 29 h en 2009 ! Les courses se de -roulent sur des routes publiques de 8 h a 17 h. La capacite des batteries est limite e a 5 kWh maxi-mum (soit environ 165 kg).

L'objectif de cette compétition est de pro-mouvoir la recherche concernant les voitures solaires, et plus globalement sensibiliser aux énergies renouvelables.

wik

ipedia

.org

tin

ela

vry

sen.c

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Voiture du Tokaï Challenger : vainqueur de la course de 2009 (en 30 h et 100 km/h) et 2011 (en 33 h et 90 km/h)

Nuna 4 : vainqueur de la course de 2007 en 33 heures et avec une moyenne de 90 km/h

L’Automobile Écologique ///

Page 38: L'Automobile Ecologique n°1

38

scie

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Aurora 101 : vainqueur de la course de 1999 en 41 heures avec une vitesse moyenne de 73

km/h

SolarWorld GT (en haut) qui a parcouru 34 000 km dans le monde entier SolarWorld n°1 (en bas)

wik

ipedia

.org

Voiture de Honda (Japon)

ecofrie

nd.c

om

arrivent, l’e lectricite pre ce demment emmagasine e dans les batteries permet de faire tourner le mo-teur. Une bonne nouvelle : question recyclage, une fois les panneaux use s, le silicium qui constitue les cellules photovoltaï ques est recyclable. Le cou t de fabrication de ces cellules devrait donc tre s vite chuter. Malheureusement la voiture solaire connait de nombreux proble mes qui freinent sa commerciali-sation. Le de placement de la voiture ne rejette pas de dioxyde de carbone mais la production de la voi-ture, en particulier des batteries, est très pol-luante ! Le lithium et les autres me taux contenus dans la batterie sont tre s polluants et pas toujours recyclables. Question autonomie, la batterie en lithium n’offre que 200 km d’autonomie à une vitesse maximale de 120 km. Ce n’est donc pas l’ide al pour partir en vacances. Et en plus pour optimiser l’autonomie, la voiture doit e tre la plus le ge re possible ! Autre inconve nient a ne pas oublier : la voiture ne doit rouler que le jour et pendant des journe es suffisamment ensoleille es, c’est-a -dire l’e te pour la majorite des cas, si elle veut recharger ces bat-teries et ainsi avoir une autonomie suffisante. Son prix reste aussi assez e leve a cause des panneaux photovoltaï ques qui cou tent de 250 a 300 euros le me tre carre a la sortie d’usine.

AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS Le principal inte re t de la voiture solaire est qu’elle peut se déplacer sans libérer un seul gramme de CO2 dans l’atmosphère ! Lors d’une journe e ensoleille e, la batterie se recharge et fait tourner le moteur. Lorsque des nuages

techin

ter.fr

DOSSIER | Voiture solaire

Page 39: L'Automobile Ecologique n°1

2007 : Bolloré dé véloppé la battérié Lithium Mé tal Polymèré

En 1997, Toyota lancé la Prius, la prémié ré voituré hybridé a é tré com-mércialisé é én sé rié. 18 000 éxém-plairés séront véndus au Japon la pré-mié ré anné é.

Afin dé pré sérvér la Térré dé démain ét afin dé rémplacér lé pétrolé dé l'automobilé, dés sciéntifiqués ré flé chissént a dés altérnativés, dés carburants avéc dés réssourcés illimité és ou du moins qui diminuéraiént lés quantité s utilisé és dé pé trolé puisqué lés giséménts sé vidént péu a péu. Par ailléurs, lés chérchéurs véulént trouvér lés al-térnativés lés plus é cologiqués possiblés afin dé limitér lé ré chauffémént climatiqué ét donc l'é mis-sion dé C02. Il faut donc aussi qué cés altérnativés soiént péu coûtéusés. A la vué dés diffé réntés solutions, il s'avé ré é vidént qué c'ést uné voituré aliménté é par dé l'é léctricité qui ést la plus apté à rémplacér lés motéurs thérmiqués. L'hydrogé né pré sénté dés avantagés considé -rablés ét il ést iné puisablé cé qui ést parfait pour palliér aux problé més dés é nérgiés fossilés mais lé cou t dé la pilé a combustiblé ét célui dé la produc-tion du dihydrogé né constituént lés déux soucis majéurs sur lésquéls on doit avancér pour pouvoir fairé dé l'hydrogé né uné é nérgié dé démain. Lés biocarburants sont uné bonné idé é mais il faut oubliér lés déux prémié rés gé né rations car éllés émpé chént dé satisfairé un autré bésoin tré s important : l'aliméntation. La troisié mé gé né ration (algués qui fabriquént du bio-pé trolé) ést a dé vé-loppér. Dés usinés sont ouvértés ét apparémmént la production fonctionné parfaitémént. Lé pro-blé mé du ré chauffémént climatiqué né séra par contré pas ré solu, mé mé si lés algués absorbént du CO2, lés voiturés én réjéttéront toujours. Cé projét pourrait sérvir dé transition éntré lé 100 % pé trolé ét lé 100 % é léctriqué mais né pourra pas é quipér durablémént lés automobilés.

L'air comprimé, commé l'a démontré PSA, résté uné tré s bonné altérnativé. L'Hybrid Air ést déux fois moins cou téux qué lés hybridés ésséncés ét ést aussi pérformant. Pour lés voiturés uniquémént solairés, nous avons fait quélqués calculs : (Ensoleillement maximal en France : 1000 W/m2 Rendement de 15 % → production : 100 à 150 W Si la voiture possède 2,5 m2 de panneaux solaires photo-voltaïques, ils permettent de produire entre 250 à 375 W. Si on utilise une voiture de 68 chevaux (ex : Peugeot 206) 1 ch. = 736 W → alors Pvoiture = 736 x 68 = 50 048 W) Lés pannéaux solairés né sont donc pas asséz puissants pour aliméntér diréctémént uné voituré é léctriqué (mé mé avéc un pétit motéur cé n'ést pas suffisant). Pourtant lés participants dé la World Solar Challéngé ont rélévé cé dé fi mais qui vaudrait partir én vacancés avéc uné voituré si pétité ? En plus, én Europé, l’énsoléillémént insuffisant ést un factéur limitant. La voituré complé témént solairé n'ést donc pas éncoré pré té. Bién énténdu, tous lés habitants dé la plané té bléué né séront pas tous é quipé s dé voiturés é léctriqués dé s démain. Il résté lé problé mé dé l'autonomié : lés battériés n'ont pour l'instant pas suffisammént dé capacité é nérgé tiqué pour roulér dé grandés distancés sans é tré réchargé és. En villé, lé problé mé né sé posé pas. La futuré voituré propré ét sans pétrolé pourrait donc émbarquér un motéur éléctriqué (ét uné battérié grandé capacité) avéc én com-plémént d'autonomié, un motéur à air compri-mé ét dés pannéaux photovoltaïqués à haut réndémént sur lé toit ét la carrossérié. La voituré sérait alors hybridé éléctriqué-air ét solairé !

DOSSIER | Synthèse

Entré 1996 ét 1998 GM va produiré 1117 EV1

En 2012 : 5663 voiturés é léctriqués véndués

En 2011, 2 630 voiturés é léctriqués véndués

En 2010 : 184 voiturés é léctriqués véndués

2009 : dé but du projét d’IBM sur la battérié Lithium-Air

2006 : BMW Hydrogén 7 : 1é ré voituré dé sé rié fonctionnant a l'hydrogé né

1997 : protocolé dé Kyoto : lés cons-tructéurs sé tournént vérs l'hydrogé né

2000 2005 1995 1990 2010

2006 : Ecléctic dé Vénturi : 1é ré voituré a réchargé solairé ét é oliénné

2013 : PSA dévoilé son projét d'Hybrid Air

2013 : MDI annoncé uné com-mércialisation én Indé dé 3 modé lés

1991 : 1é ré commércialisation dé la battérié Li-Ion

Page 40: L'Automobile Ecologique n°1

40

Expérience : Voiture solaire

EXPÉRIENCE : FABRICATION D’UNE VOITURE SOLAIRE

Pour mieux connaî tre le fonctionnement des voitures solaires, leur autonomie et savoir si les panneaux solaires peuvent directement alimenter le moteur en e lectricite , nous avons cre e une voiture solaire en miniature avec essentiellement des mate riaux de re cupe ration.

L’Automobile Écologique ///

Nous avons commence par rechercher la planche

de bois la plus le ge re possible. En effet, de la

me me manie re que sur une automobile taille

re elle, si le moteur doit forcer pour que la voiture

avance, il va avoir besoin de plus d’e nergie et les

piles se de chargeront plus vite. Sur cette planche,

nous avons colle un moteur lie a des roues re cu-

pe re es sur une ancienne voiture de marque

« Meccano ». A l’avant, deux autres roues assu-

rent la stabilite du ve hicule.

Nous avons installe un interrupteur qui permet

d’allumer ou d’e teindre le moteur e lectrique de

9 V. Notre professeur de sciences de l’inge nieur

nous a pre te un panneau solaire que nous avons

pu ajouter au circuit e lectrique et qui, en cas de

luminosite assez forte, recharge les deux piles re-

chargeables Ni-Mh de 1,2 V. Malgre le faible enso-

leillement disponible durant la pe riode a laquelle

nous avons fais nos tests, le panneau solaire de li-

vrait environ 2,5 V.

LA FABRICATION DE LA VOITURE

Page 41: L'Automobile Ecologique n°1

41

Moteur

Roue

Roue

Schéma Cinématique Qu’est-ce que c’est ?

La schématisation a pour but de mo-déliser de manière simplifiée un mécanisme afin de faciliter la com-préhension du fonctionnement de ce mécanisme.

Soit Z le nombre de dents présentes sur la roue...

Z=10

Z=23

Z=9

Z=20 Z=9

Z=26

À partir de ce schéma est des informations présentes dessus, nous pouvons calculer le rapport de réduction « R »: R = (-1)3 x R = On peut voir que « R » est négatif donc le sens de rotation est inversé. Il faut que le moteur fasse 14,7 tours pour les roues fassent un tour.

Page 42: L'Automobile Ecologique n°1

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Page 43: L'Automobile Ecologique n°1

Actualités, Essai & Enquête http://www.leblogauto.com/2012/10/les-pompiers-de-paris-en-twizy.html http://quoi.info/actualite-societe/2012/10/30/twizy-pompiers-voiture-electrique-paris-1153725/ http://www.smartplanet.fr/smart-business/joule-obtient-un-financement-pour-son-biocarburant-experimental-10667/ http://www.largus.fr/actualite-automobile/bmw-serie-3-active-hybride-mais-trop-chere-1782367.html http://www.ifpenergiesnouvelles.fr/espace-decouverte/tous-les-zooms/les-reserves-de-petrole

Hybride/Électrique

http://www.hybride-voiture.net/les-avantages-dune-voiture-hybride/ http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/voiture-electrique http://www.voiture-electrique-populaire.fr/enjeux/technologie/moteur

Batteries

http://www.voiture-electrique-populaire.fr/enjeux http://fr.solarpedia.net/wiki/index.php?title=Voiture_C3A9lectrique#La_charge_du_V.C3.A9hicule_.C3.A9lectrique http://www.avem.fr/index.php?page=batterie&cat=technos http://voiture-electrique.durable.com/a-les-differentes-technologies-de-batteries-pour-voitures-electriques http://plateformeco.com/?page_id=1342 http://www.smartplanet.fr/smart-technology/les-batteries-au-lithium-air-prometteuses-pour-les-vehicules-electriques-10329/

Hydrogène & Pile à combustible http://www.turbo.fr/actualite-automobile/155022-hydrogene-carburant-source-electricite/ http://acces.ens-lyon.fr/eedd/climat/dossiers/energie_demain/hydrogene/fiche%20technique%20H2.pdf http://acces.ens-lyon.fr/eedd/climat/dossiers/energie_demain/hydrogene/pourquoi-l-hydrogene/ http://www.ddrhonealpesraee.org/dump/Cahier3O_93.pdf

Voitures à air comprimé http://energies2demain.com/transport/les-moteurs-a-air-comprime/le-moteur-mono-energie-a-air-comprime http://automobile.challenges.fr/dossiers/20130123.LQA4031/psa-hybrid-air-des-hybrides-peugeot-et-citroen-a-air-comprime.html http://www.mdi.lu/

Biocarburants http://www.notre-planete.info/ecologie/energie/biocarburants.php#close http://www.ecosources.info/dossiers/Transport_carburant

Voitures Solaires

http://www.ecosources.info/dossiers/Voiture_solaire http://la-voiture-aujourdhui-demain.wifeo.com/la-voiture-solaire.php http://www.venturi.fr/vehicules/eclectic-concept http://www.worldsolarchallenge.org/

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