Véhicule propre

Un véhicule propre est un véhicule produisant peu ou pas d'émission polluante quand le véhicule est stationnaire ou en mouvement.



Catégories :

Pollution - Technologie du transport - Propulsion alternative

Recherche sur Google Images :


Source image : www.leblogauto.com
Cette image est un résultat de recherche de Google Image. Elle est peut-être réduite par rapport à l'originale et/ou protégée par des droits d'auteur.

Page(s) en rapport avec ce sujet :

  • ... La pollution, question de santé publique immédiate : les moteurs... vecteur d'énergie (comme l'hydrogène ou l'air comprimé), ... Pour cette raison, certains considèrent que le terme de véhicule propre est usurpé, ... (source : vehiculespropres)
  • Les moteurs électriques peuvent aussi fonctionner comme générateurs.... chimique d'un carburant (par exemple l'hydrogène) en énergie électrique.... Un véhicule propre est un véhicule qui a un impact minimal sur l'environnement.... (source : citelec)
  • ... Un véhicule propre est un véhicule produisant peu ou pas d'émission... Par contre, lors des grandes vitesses les deux moteurs sont en action et , ... la voiture à hydrogène, au GPL, au GNV, la voiture à pile combustible…... (source : jeunesjournalistes-belgique)

Un véhicule propre est un véhicule produisant peu ou pas d'émission polluante quand le véhicule est stationnaire ou en mouvement.

Controverse

La notion même de véhicule propre est contestée, car hormis les véhicules à traction animale ou humaine, les véhicules produisent pour la majorité des émissions dans l'atmosphère telles que des gaz à effet de serre (essentiellement le dioxyde de carbone), les particules (la suie), les hydrocarbures, le monoxyde de carbone et les NOx. Ils peuvent en outre, comme dans le cas des batteries des véhicules électriques, poser de sérieux problèmes de recyclage, et la filière énergétique qui les alimente peut demeurer polluante. La notion de véhicule propre est par conséquent relative : certains véhicules sont plus propres que d'autres, mais aucun n'est propre dans l'absolu. Ce concept de véhicule propre est aussi associé au "Transport Terrestre avancé" (TTA).

La notion de transport terrestre avancé s'appuie sur le concept de transport durable et concerne la recherche, le développement, la démonstration, la fabrication et l'intégration de technologies innovatrices dans le domaine des transports qui permettent de perfectionner l'efficacité énergétique des véhicules, de diminuer la congestion routière, de diminuer les émissions polluantes et les gaz à effet de serre, contribuant ainsi à le perfectionnement de la qualité de vie. Le transport terrestre avancé s'applique surtout aux :

Historique

Le transport est une source importante de pollution. Les véhicules automobiles, massivement développés et diffusés au cours du XXe siècle, étaient en effet conçus :

Si le virage de 1973 allait dans le sens de l'efficacité, il ne prenait pas en compte la question des émissions nocives. Celle-ci ne sera abordée que vers la fin des années 1970 aux états unis avec les premiers carburants sans plomb en Californie.

Pollution et effet de serre

Parmi les problèmes environnementaux posés par les transports deux se distinguent tout spécifiquement :

  • La pollution qui consiste en une question de santé publique immédiate, les moteurs conventionnels relâchent des produits directement toxiques qui finissent par présenter une concentration dangereuse en ville.
  • Les gaz à effet de serre, avec pour la majeure partie dans les transports le CO2, qui n'ont pas de toxicité directe mais qui sont responsables du réchauffement climatique à l'échelle planétaire, ce qui laisse craindre une catastrophe écologique de particulièrement grande ampleur à moyen terme.

La notion de véhicule propre recouvre fréquemment ces deux questions dont le traitement n'est pas obligatoirement compatible. La confusion est quelquefois entretenue par certains acteurs de la branche qui peuvent ainsi communiquer sur des progrès environnementaux qui ne traitent qu'une partie du phénomène.

Véhicules propres et mobilité

À la fin du XXe siècle, les normes d'émission se sont fortement durcies, avec surtout l'introduction des normes européennes d'émission Euro, les constructeurs ont par conséquent été incités à diminuer les émissions de toxiques et de polluants des véhicules. De plus, la prise en compte de la totalité de la filière a mis en évidence l'importance des carburants.

Mais dans le même temps, le parc automobile et le nombre de kilomètres parcourus augmentent et le poids croissants et la climatisation des véhicules modernes neutralisent les gains de consommation réalisés grâce à le perfectionnement des moteurs. La question de pollution par les transports peut être attaquée en créant des véhicules propres, mais également en envisageant une réorganisation profonde des transports, pas nécessairement plus onéreuse. Par exemple aux heures de pointe, ce sont 21 000 véhicules qui font du quasi sur-place sur les 35 km du périphérique parisien, ce qui représente un capital immobilisé d'environ 210 millions d'euros mais aussi 4 525 000 heures x homme perdues par an.

Un président américain émit d'ailleurs cette boutade : «Nous savons transporter efficacement trois personnes sur 340 000 km, mais pas 340 000 personnes sur 3 km».

Véhicule propre et filière énergétique

Les véhicules peuvent être propres mais ne fonctionnent pas obligatoirement avec un carburant issu d'une filière énergétique qui le soit. Pour mémoire, la dépense énergétique actuelle de l'automobile en France équivaut à sa dépense énergétique électrique.

Si l'électricité est utilisée pour l'automobile ou pour créer des vecteurs d'énergie (hydrogène, air comprimé), cela pourrait dans le pire des cas signifier un quasi doublement de la capacité nucléaire française actuelle, ou la génération de l'équivalent de la capacité nucléaire avec centrales au charbon, ou issues d'un carburant comme le pétrole. Pour cette raison, certains considèrent que le terme de véhicule propre est usurpé, ou que pour le moins les véhicules propres ne résolvent rien puisque leur utilisation revient à déplacer le problème de la pollution.

D'autres avancent qu'il est plus facile de «nettoyer» une filière de production énergétique que des millions de véhicules individuels. Les véhicules propres sortiraient en tout état de cause la pollution des villes.

Cet argument néglige cependant le fait que la consommation d'électricité associée à l'utilisation des véhicules électriques peut particulièrement naturellement se faire en dehors des périodes de pointe d'utilisation du réseau, soit en rechargeant les batteries la nuit ou encore en profitant de la surcapacité du réseau pendant les périodes creuses pour créer des vecteurs d'énergie (hydrogène, air comprimé). Cela aurait pour effet de mieux répartir et d'optimiser la capacité actuelle du réseau qui est dimensionné pour les périodes de pointe.

De plus, selon les conclusions d'associations écologistes telles que [sauvons le climat], utiliser une production d'électricité par le biais du nucléaire, les émissions de CO2 étant quasi nulles par ce vecteur, les gains en émissions pourraient être bien réels. L'association mentionne aussi souvent la possibilité d'utiliser des systèmes de captage/stockage du C02 sur les sites de production charbon surtout, ce qui soutient l'argument précédent en termes de «nettoyage» facilité.

La filière des bio-carburants dits de "première génération" est par contre constamment critiquée par les rapports et les publications des chercheurs (dans des revues telles que Science Express surtout)  : l'énergie indispensable à l'exploitation agricole du bio-ethanol génèrerait une augmentation globale de 20% des émissions de C02.

Les agrocarburants

Couramment nommés "biocarburants", il est préférable d'utiliser le terme "agrocarburants" car ces carburants d'origine végétale et agricole ne sont pas produits de manière biologique. Au contraire, visant un rendement maximum, l'industrie utilise une agriculture intensive et des ogm, des pesticides et des engrais en particulièrement grandes quantités.

On nomme ainsi des carburants d'origine agricole. Le Brésil utilise la biomasse (canne à sucre transformée en éthanol) comme carburant automobile. L'éthanol et les huiles végétales et le biodiesel sont utilisés dans les transports, le méthane (ou biogaz) issu de la fermentation des déchets est le plus souvent conçu pour la production d'électricité et pour chauffer des bâtiments. Son utilisation pour propulser un véhicule, comparable à celle du GNV (qui est le plus fréquemment un produit d'origine fossile, comme le gazole), reste toujours particulièrement marginale.

Les principaux agrocarburants sont :

  • l'éthanol, qui peut s'incorporer directement dans les essences, ou être utilisé pur moyennant quelques adaptations,
  • les huiles végétales, que les moteurs diesel (très tolérants et imaginés à l'origine pour fonctionner ainsi) peuvent consommer directement ou en mélange (cf. huile végétale carburant),
  • le «diester» (r), ester d'huiles végétales, nommé aussi biodiesel
  • l'ETBE, (Ethyl Tertio Butyl Ether) obtenu par réaction de l'éthanol et d'isobutène, coproduit excédentaire de l'industrie pétrolière, et par conséquent spécifiquement intéressant pour l'industrie pétrolière,
  • le MTBE (méthyl Tertio Butyl Ether), cousin de l'ETBE à base de méthanol, toujours plus intéressant pour l'industrie pétrolière car elle produit aussi du méthanol. Malheureusement le MTBE est particulièrement toxique, et a été particulièrement vite et particulièrement beaucoup interdit.

L'utilisation des agrocarburants est spécifiquement intéressante du point de vue de la production de CO2 et de l'effet de serre qu'il implique. Le carbone des agrocarburants provient de l'atmosphère et ne fait que retourner d'où il vient lors de sa combustion tandis que les carburants fossiles libèrent dans l'atmosphère du carbone originellement stocké sous terre.

En France, la manière dont on prévoit l'intégration de agrocarburants ne pourra former une solution globale à la problématique énergétique posée par les habitudes d'utilisation du parc automobile actuel. En effet, privilégier des filières industrielles centralisées implique fréquemment le recours à l'agriculture intensive, le transport à travers la totalité du territoire des produits raffinés, etc. d'où des bilans écologique, énergétique et économique fréquemment décevants, quelquefois supérieurs à celui des carburants pétroliers (ce qui est sujet à controverse). De plus, la superficie des terres agricoles du pays ne suffira pas à alimenter en carburant le parc automobile actuel tel qu'il est utilisé.

Cependant, il est important de ne pas se limiter aux agrocarburants industrialisés et centralisés, car des solutions plus durables et plus viables économiquement, écologiquement et énergétiquement existent autour d'une agriculture de proximité ayant dépassé son seul intérêt alimentaire dans la société. Mais même là, on doit apporter engrais, moyens de contrôle des insectes, des maladies et des parasites des plantes en plus d'énergie pour la culture; le tout pouvant amener pollution et gaz à effet de serre selon la source des intrants.

Le GPL

Le GPL (Gaz de pétrole liquéfié) utilisé dans les transports est un mélange de butane (C4H10) et de propane (C3H8). Il a été mis au point dès 1910 aux Etats-Unis par l'ingénieur H. Stukman de la Riverside Oil Company, à la base pour récupérer les gaz évaporés des bac à ciel ouvert contenant des essences minérales, produit de l'extraction du gaz naturel. Les premiers essais pour la carburation automobile commencent dès 1912 et se mettent en place de façon plus large dès la fin des années 20 aux Etats-Unis. La France est le premier pays européen à l'introduire en 1932 pour l'usage domestique mais attendra... 1979 pour l'autoriser en carburant, actuellement dénommé GPL-c, le "c" étant évidemment l'd'origine de "carburant". Il réduit de 25% l'émission de CO2 en comparaison avec un moteur essence classique, ne produit que particulièrement peu de NOx et aucune particule contrairement au moteur essence ou pire diesel (même équipé de filtre). Il reste pour le moment le carburant fossile le plus "propre".

Les technologies automobile de carburation au GPL ont beaucoup évolué. Le GPL s'installe toujours sur un véhicule à essence et il est indispensable de démarrer le véhicule sur cette source d'énergie. La bascule au gaz s'effectue après la montée en température du moteur fonctionnant à l'essence. Par ordre chronologique on distingue :

  • La technique par aspiration qui consiste à aspirer le gaz depuis le réservoir ainsi qu'à l'amener dans un vapo détendeur réglé manuellement qui alimente les soupapes. Cette technique s'applique aux véhicules à carburateur ou à injection non catalysée. Son rendement est mauvais : surconsommation importante pouvant atteindre 30% comparé à l'essence et perte de puissance significative.
  • La technique d'injection en phase gazeuse "Full Group" amène le gaz en pression au plus près des soupapes, toujours via un vapodétendeur. L'électronique rentre en jeu puisqu'un calculateur dose la quantité de vapeur à injecter dans le collecteur. Elle peut équiper des véhicules à injection non catalysée.
  • La technique de l'injection séquentielle en phase gazeuse est un progrès sensible de la précédente : chaque injecteur est piloté scindément pour doser la quantité de gaz à injecter dans chaque cylindre, en se calquant sur la consommation d'essence. Elle a permis de diminuer énormément les effets de surconsommation (de 15 à 20% de surconsommation) et de limiter beaucoup la perte de puissance.
  • L'injection liquide est la dernière née des technologies de pointe GPL. Elle change radicalement des précédentes puisque le gaz est ici injecté directement sous forme liquide et sous particulièrement haute pression dans la pipe d'admission de l'essence, qui subit une modification conçue pour l'adapter (surtout la température de combustion du GPL est supérieure à celle de l'essence). Cette forme d'admission du carburant GPL peut s'assimiler au principe du "Common Rail" des injections directes en technologie Diesel. Un calculateur dose la quantité de gaz liquide injecté en copiant scrupuleusement la cartographie du calculateur d'injection essence. Malgré son surcoût comparé à l'injection gazeuse, cette technique présente d'importants avantages : écologique (réduction toujours supérieure des émissions de CO2 et CO), aucune perte de puissance ou alors un léger gain occasionnellemen, surconsommation réduite. De l'ordre de 12% en moyenne comparé à l'essence, ce qui est une donnée physique inévitable compte tenu de le pouvoir énergétique moindre du GPL par masse volumique comparativement à l'essence.

Le développement de cette technique semblerait promu à un bel avenir, mais certainement pas dans le cas de la France, où les incitations fiscales à l'aube de 2008-2009 seront favorables aux petites cylindrées et non pas aux berlines routières.

Le GNV

Le GNV (Gaz naturel pour véhicule), se compose de 90 % de méthane (CH4). Sa combustion ne produit ni oxyde de soufre, ni plomb, ni poussières, ni fumées noires et peu d'oxyde d'azote et de monoxyde de carbone. C'est aussi un produit des compagnies pétrolières, qui ne perdent rien à le substituer à l'essence ou au gazole. Le biogaz étant lui aussi du méthane pourrait idéalement être utilisé à la place du GNV mais les filières de production font défaut pour l'utiliser dans les transports.

Caractéristiques du GNV dans les transports

Il est principalement utilisé pour les autobus (en France un nouveau bus sur trois roule au GNV) et dans une moindre mesure pour les bennes à ordures. L'usage du GNV est assez répandu avec plus 4 millions de véhicules dans le monde, en Argentine et en Italie surtout. Les moteurs au GNV présentent de bonnes performances environnementales, Les émissions de substances nocives sont spécifiquement faibles à l'exception des émissions de composés organiques volatils qui sont supérieures à celles du diesel. Les émissions de CO2 sont énormément inférieures mais en restent cependant assez proches. Le GNV comme le GPL pourraient voir leurs performances se perfectionner énormément avec un moteur particulièrement conçu pour ces carburants.

Outre cette réduction directe des émissions polluantes, la distribution du GNV entraîne d'autres réductions. Tandis que les stations classiques doivent être alimentées régulièrement par voie routière ce qui entraîne l'encombrement des villes et veut dire par conséquent toujours plus de pollution, une station délivrant du gaz naturel est directement reliée au réseau de distribution de gaz de ville.

Cependant, le méthane composant 90% du GNV est aussi un puissant gaz à effet de serre à vie courte reconnu comme étant 63 fois plus nuisible sur 20 ans que le CO2. Il faudrait par conséquent, pour prendre la mesure de la contribution du GNV à l'augmentation de l'effet de serre, prendre en compte toute la filière, de l'extraction à la combustion et comptabiliser les pertes de gaz. Il est par conséquent envisageable qu'en terme d'effet de serre et en l'état des techniques et de la filière, le GNV présente des performances inférieures au gazole.

Les réserves mondiales de GNV sont plus abondantes et moins concentrées que celles du pétrole ce qui assure un prix et un approvisionnement plus stable. Le prix du GNV est en outre inférieur à celui du gazole.

Avantages et inconvénients techniques

Les principales raisons pour choisir les bus au gaz sont :

  • Moins polluants, les bus au GNV sont aussi plus silencieux que les autres bus (-5 à -8 décibels).
  • Le GNV réduit aussi les vibrations des véhicules, perfectionnant ainsi le confort des passagers et des conducteurs.
  • Le GNV est excellent pour la durée de vie du moteur qui présente un fonctionnement spécifiquement souple qui diminué l'usure des véhicules.
  • Le GNV démarre à l'ensemble des températures sans surconsommation lorsqu'il tourne à froid.

Les bus avec une motorisation adaptée possèdent des réservoirs en toiture gonflés à 200 bars qui leur offrent une autonomie de 400 km.

  • Le GNV est plus léger que l'air, en cas de fuite, la dispersion du gaz se fait sans difficultés sauf dans les milieux clos ou mal ventilés. Le GNV est complexe à enflammer (540 °C contre 235 °C pour le gazole). Le risque principal est du aux hautes pressions (> 200 bar) du réservoir du véhicule et de la station d'emplissage contrairement au GPL qui est stocké entre 2 et 10 bar.

Les moteurs actuels au GNV utilisent le cycle de Beau de Rochas et non pas le cycle Diesel, ce qui leur est défavorable en termes de rendement, par conséquent en terme d'émission de CO2.

La voiture à azote

Carlos Ordonez, professeur de physique à l'université du Texas du Nord (Denton, États-Unis), a conçu une voiture propulsée par de l'azote liquide, qui est converti en gaz par la chaleur de l'air ambiant. Dans la CoolCar, l'azote devenu gazeux actionne un moteur à air qui propulse l'automobile. Pour l'instant, le prototype existant atteint une vitesse maximale de 70 km/h. Son réservoir de 180 litres ne lui sert à parcourir qu'une trentaine de kilomètres.

Autre avantage, le cycle de production de carburant nettement moins polluant que d'autres : les usines fabriqueront l'azote liquide directement avec l'air ambiant. Quant à la concurrence de la voiture électrique, les nuisances dues aux batteries au plomb mettent celle-ci hors course. D'autre part, il ne faudra que quelques minutes pour faire le plein du véhicule à air au lieu de plusieurs heures pour recharger les batteries électriques conventionnelles (cependant, certains supercondensateurs, comme le EESU, peuvent être chargés à 80% en moins de 5 minutes).

Comment ça marche ?

L'azote est stocké dans un réservoir cryogénique composé de deux enveloppes scindées par du vide. En évitant ainsi tout échange de chaleur entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir, l'azote reste à l'état liquide, à -125 °C.

Pour actionner le moteur, le réservoir est équipé d'une pompe électrique qui met l'azote sous pression (entre 30 et 40 bars) et l'envoie vers l'échangeur. En passant dans l'échangeur, un tuyau sur lequel un ventilateur souffle de l'air ambiant, l'azote se réchauffe et devient gazeux. Par conséquent, la pression de l'azote au sein de l'échangeur est suffisante pour génèrer une force capable d'actionner le piston à l'intérieur du cylindre. Poussé de bas en haut par l'expansion du gaz, le piston - par le biais d'un vilebrequin - transmet un mouvement de rotation à l'arbre de transmission qui fait tourner les roues.

Quel avenir ?

Comme pour la totalité des projets de véhicule à moteur à air comprimé, le bilan énergétique et environnemental n'est pas nécessairement meilleur que celui de la voiture respectant les traditions, car la liquéfaction de l'azote demande énormément d'énergie. Le rendement théorique ne peut dépasser 50%, quelle que soit la technologie employée, pour des raisons thermodynamiques. Par contre, seule subsiste une batterie classique pour les équipements du véhicule.

L'air comprimé

voir Moteur à air comprimé

Annoncés à de multiples reprises, les véhicules à air comprimé restent pour le moment des prototypes qui n'ont pas pu être évalués indépendamment des tests du constructeur. De conception originale, ils annoncent une autonomie de l'ordre de 200 km et une vitesse de pointe de 110km/h.

On considère généralement ces voitures comme des véhicules électriques pour lesquelles l'air comprimé est un vecteur d'une énergie électrique aujourd'hui produite par des centrales nucléaires et des centrales thermiques. L'avantage comparé à une voiture électrique est de résoudre le problème du vieillissement et du recyclage des batteries.

Ce type de véhicules bien moins puissants que les véhicules thermiques est léger et a des ambitions principalement urbaines. La rusticité de la technologie mise en œuvre est séduisante, les médias parlent par conséquent régulièrement de ces projets mais de nombreux spécialistes sont plus que sceptiques sur les performances annoncées. Les nombreux retards et les absences de tests ne facilitent pas la confiance.

La société MDI a été l'une des premières à se positionner pour la conception et la production de véhicules à air comprimé. Elle développe depuis 10 ans l'idée d'un véhicule dont le moteur fonctionne grâce à l'air comprimé contenu dans des bouteilles à haute pression. Au Canada, l'Association pour la Promotion des Usages de la Quasiturbine a monté une Quasiturbine dans une petite voiture mais leur projet reste particulièrement sommaire. À l'avenir, ils envisagent de faire avancer leur véhicule avec de l'azote. Aussi, [K'Airmobile]s est un nouveau venu dans ce secteur, proposant des véhicules écologiques particulièrement légers à propulsion assistée ou assurée par de l'air comprimé. À ce jour deux prototypes de véhicules à assistance pneumatique ont pu être réalisés et les responsables cherchent désormais à se donner les moyens de développer plusieurs projets de véhicules urbains ou de loisir entièrement à propulsion pneumatique.

Véhicules électriques

Les véhicules électriques fonctionnent le plus fréquemment sur batteries. Les premiers modèles équipés de batteries au plomb souffrent d'une autonomie faible, de nouvelles technologies de batteries arrivant à maturité, (Ni-Cd / Ni-Mh / Li-ion) il existe peut-être un avenir pour le véhicule électrique, si les problèmes du vieillissement et du recyclage des batteries se résolvent.

Les batteries ont une usure et un vieillissement important, et leur fabrication et leur décharge (elles sont peu recyclables) polluent. Mais l'intérêt de la voiture électrique (outre l'absence de consommation d'essence) est sa durée de vie. Les réparations sont peu habituelles (pas de boîte de vitesse, moins de courroie, moteur ayant une duré de vie d'un million de kilomètres). De plus, elles sont moins bruyantes.

Il y a peu de temps est apparu des prototypes de voiture électrique utilisant des supercondensateurs ayant une densité d'énergie supérieur à 30 Wh/kg et une usure quasi inexistante, donnant la possibilité ainsi le remplacement des batteries conventionnelles.

Les véhicules hybrides

Icône de détail Voir aussi l'article : Automobile hybride.

Les véhicules hybrides forment une solution intermédiaire entre les véhicules conventionnels et les véhicules électriques. Leur conception peut cependant trahir une philosophie radicalement différente.

Le concept est de faire fonctionner le moteur thermique à une charge un peu plus élevée que indispensable, et utiliser ce surplus d'énergie mécanique pour charger une batterie. Le rendement du moteur augmentant vite à faible charge, ce surplus d'énergie est presque gratuit.

Ceci est vrai pour les moteurs «essence», les moteurs diesels sont nettement moins sujets à des variations de rendement selon la charge.

Toyota avec la Prius et plus récemment la Prius 2 a fait le choix de construire un véhicule pourvu d'un moteur thermique et d'une transmission mécanique épaulée par un moteur électrique, surtout pour les démarrages. C'est un véhicule fonctionnel conçu pour rentrer en concurrence directe avec les véhicules conventionnels. La Prius à l'origine ne recharge ses batteries que par l'action de son moteur thermique ou par le freinage; depuis 2006, des "kits" sont commercialisés permettant d'augmenter l'autonomie de fonctionnement sur batterie, en proposant un chargeur externe, et une batterie additionnelle, qui complète la batterie d'origine, et autorise une recharge sur secteur. Elle se distingue par une consommation deux fois plus faible que celle des voitures équivalentes. La recherche d'économie y est particulièrement poussée, ainsi au moment de l'arrêt le liquide de refroidissement est envoyé dans un contenant isolé, au moment du départ il est redonné au moteur de manière à limiter la durée de mauvais fonctionnement thermique parce que le rendement d'un moteur thermique est plus faible à basse température qu'à la température normale de fonctionnement. Le tableau de bord sert à suivre la consommation instantanée, on peut ainsi constater une consommation de l'ordre de 10 l/100km dans les 5 premières minutes puis de l'ordre de 5 l/100 dans les 5 minutes suivantes. La Prius peut être plus économique en ville que sur route, le moteur thermique s'arrête dès qu'on n'accélère plus depuis quelques secondes. Il n'y a pas de démarreur classique, la voiture démarre avec le moteur électrique puis le moteur thermique embraye, ceci automatiquement d'une manière complètement transparente, c'est ce autorise l'ordinateur de couper le moteur thermique n'importe quand même pour quelques secondes sans préjudice pour la mécanique. Le basculement de moteur électrique (en appoint du moteur thermique) au fonctionnement en génératrice (arrêt de l'appui sur la pédale d'accélération ou freinage) se fait particulièrement rapidement il n'est pas rare que plusieurs basculements soient faits successivement en quelques secondes. L'énergie consommée est par conséquent complètement d'origine thermique (l'essence consommée par le moteur), la fonction génératrice sert à récupérer l'énergie perdue au freinage et d'éviter le gaspillage à l'arrêt. C'est ce qui explique la performance énergétique de cette voiture mais ceci s'accompagne d'une grande variété de détails qui vont de la qualité aérodynamique à un réservoir à essence conçu de telle sorte qu'il n'y a pas de surface d'évaporation ce qui entraîne un gain de 1 à 2 % sur la consommation.

À l'opposé, l'Elect'road de Renault est un véhicule électrique qui se recharge par une prise de courant et pourvu d'un «prolongateur d'autonomie» constitué d'un moteur essence de 500 cm³ conçu pour ne fonctionner que 5% du temps. Ce vehicule a été commercialisé à particulièrement peu d'exemplaires, et la fabrication a été arrêtée en 2004. L'autonomie annoncée est de 150 km en cycle urbain.

Dassault en coopération avec Heuliez au sein de la SVE (Société des Véhicules Électriques) annonce pour 2006 un monospace hybride créé sur la base d'un Kangoo de Renault appelé Cleanova II lui aussi équipé d'un moteur de 500 cm³, pourvu de batteries technologie lithium-ion affichant une autonomie de 200 km en cycle urbain et jusqu'à 500 km à la vitesse de 90 km/h. Ce Véhicule en test aujourd'hui auprés de la Poste et EDF sera proposé aux entreprises en 2007, puis aux particuliers en 2008. Deux modèles seront proposés, l'un sans prolongateur d'autonomie et l'autre avec moteur thermique additionnel tel que décrit plus haut. En avril 2007, La Poste a lancé un appel d'offre pour une première livraison de cinq cent véhicules. D'ici cinq ans, dix mille autos pourraient se trouver concernées.

Plus prosaïquement, les services techniques de nombreuses communautés urbaines sont équipées depuis plusieurs années de camions-poubelles fonctionnant en logique hybride.

Hydrogène comme carburant

Un règlement européen a été voté en septembre 2008 visant à harmoniser les normes techniques relatives aux voitures à hydrogène dans la totalité du marché commun. Le commerce, l'homologation et la diffusion des voitures, et autres véhicules jugés plus propres (sous réserve que la filière de production d'hydrogène le soit aussi) devrait en être facilités. Selon l'UE, «les constructeurs automobiles devraient économiser 124 millions d'euros en frais de réception» mais ils devront identifier ces voitures pour alerter les services de secours en cas d'accidents. Ces voitures pourraient représenter 5% du parc européen en 2020 selon le Parlement[1].

Hydrogène et pile à combustible

Choisir une source d'énergie alternative au pétrole répond au double impératif de la pollution et de la raréfaction annoncée des énergies fossiles. L'application de cette nouvelle source d'énergie aux transports rajoute un impératif de dimension et de sécurité. La pile à combustible fonctionnant à partir de l'hydrogène semble former la piste privilégiée des pouvoirs publics pour l'avenir, en Europe mais également partout ailleurs dans le monde.

Une pile à combustible est un appareil produisant un courant électrique à partir d'une réaction chimique, le plus souvent entre l'hydrogène et l'oxygène contenu dans l'air. Le fonctionnement d'une telle pile est spécifiquement propre dans la mesure où il ne produit que de l'eau. Les piles à combustible sont actuellement particulièrement onéreuses, surtout parce qu'elles nécessitent des quantités non négligeables de platine.

L'hydrogène indispensable au fonctionnement des piles à combustible peut aussi être utilisé dans un moteur à combustion interne conventionnel mais il est reconnu plus efficace de l'utiliser comme moyen de stockage de l'énergie que comme combustible. Cependant, l'hydrogène est spécifiquement complexe à stocker, tous les réservoirs étant poreux comparé à cette molécule. Pour limiter les fuites et les problèmes, il faut procéder à une liaison chimique (par exemple en méthane ou avec des hydrures métalliques) et libérer l'hydrogène juste avant utilisation.

En octobre 2005, Amnon Yogev ancien professeur de l'institut Weizmann annonce avoir trouvé une méthode pour produire un flux d'hydrogène à partir d'eau en utilisant du magnésium ou de l'aluminium d'eau. Le dispositif n'a pas toujours été montré au public et semble assez lourd (100 kg). Cependant si cette nouvelle méthode est confirmée, elle pourrait permettre d'éviter les problèmes liés au stockage de l'hydrogène.

Bilan écologique de l'hydrogène

Si la propreté des piles à combustible est exemplaire, la production de l'hydrogène indispensable à leur fonctionnement est quant à elle plus problématique. Il existe aujourd'hui deux possibilités pour produire de l'hydrogène, l'une consiste à l'extraire du gaz ou du charbon (technique mise au point par l'ENEL à Pise), l'autre à électrolyser l'eau.

La première méthode produit du CO2 et contribue par conséquent à l'effet de serre, à moins de capturer ce carbone.

La seconde méthode nécessite de l'électricité dont la production ne doit pas elle-même produire du CO2. On pense surtout aux énergies renouvelables qui trouveraient dans l'hydrogène un moyen de stocker leur production d'énergie obligatoirement irrégulière. Plusieurs projets ont ainsi vu le jour, le Japon envisage une station offshore portant une éolienne géante, un dispositif espagnol convertit le mouvement des vagues en énergie, une tour solaire d'un kilomètre en Australie est en projet. Harry Braun du «Hydrogen Political Action Committee» estime qu'il faudrait 12 millions d'éoliennes d'un megawatt pour assurer la production, par l'hydrogène, de la consommation énergétique des États-Unis.

Des recherches récentes de l'Institut Californien de Technologie montrent que l'hydrogène lâché dans l'air devrait avoir un effet spécifiquement néfaste sur la couche d'ozone, d'autres équipes de recherche font valoir des résultats moins catastrophiques, la question reste en débat. Il existe cependant la crainte que de simples fuites inévitables dans un réseau de distribution de l'hydrogène n'aient des conséquences désastreuses sur l'environnement.

Une troisième solution tirerait parti des projets de centrale nucléaire à haute température de fonctionnement qui permettraient de générer de l'hydrogène directement. Ces centrales sont nommées par leur type de réacteur : Réacteur Haute Température et utiliseraient de l'hélium comme fluide caloporteur et du graphite pour diffuser la chaleur. La dissociation de l'eau en ses composants se fait naturellement à température élevée.

Des méthodes plus propres de produire de l'hydrogène sont régulièrement proposées. Un procédé d'oxydation d'un mélange en poids de 80% d'aluminium et de 20% de gallium du à Jerry Woodall permettrait à un véhicule équipé d'une pile à combustible embarquant 80kg d'un mélange d'eau et de cet alliage roulant à 100km/h de parcourir 560km pour un coût 3 fois moins cher qu'avec la quantité d'essence indispensable d'un poids équivalent. (Voir No Science et vie 12/2007)

Les politiques énergétiques innovantes

La commission européenne de recherche sur l'énergie prend des positions spécifiquement marquées en faveur de l'hydrogène et des piles à combustible. Le projet CUTE introduisant des autobus à l'hydrogène dans 9 villes Européennes est d'ores et déjà en marche.

Dans la foulée, PSA mise aussi sur ce duo. Il envisage à moyen termes de produire des véhicules hybrides électriques recevant une pile à combustible comme source d'énergie complémentaire. Il envisage ensuite de passer à l'horizon 2010-2020 à des véhicules dont la source principale sera une pile à combustible équipée d'un reconstituateur produisant l'hydrogène à partir du bioéthanol ou d'essence de synthèse. À partir de 2020, considérant que les circuits de distribution de l'hydrogène seront en place, PSA projette de construire des véhicules fonctionnant grâce à une pile à combustible alimentée par les seules réserves d'hydrogène embarquées.

Le Japon, leader mondial des véhicules à pile à combustible, marque aussi une très forte volonté dans les transports propres et surtout pour l'utilisation de l'hydrogène. La politique japonaise, particulièrement en pointe, est fermement tournée vers l'action, les véhicules hybrides à essence étant déjà beaucoup favorisés. Le Japon met en place à titre expérimental des stations de distribution de l'hydrogène pour une flotte de véhicules pourvue de piles à combustible à l'essai. Le Japan Automobile Research Institute et le Japan Electric Vehicule Association travaillent conjointement à produire une proposition de norme sur la pureté de l'hydrogène comme carburant pour les véhicules propulsés par une pile à combustible.

Les États-Unis mènent des recherches équivalentes au travers surtout du programme freedom CAR, Cooperative Automotive Research visant à construire des véhicules hydrogène/pile à combustible. Le Canada se distingue aussi avec un institut de recherche sur l'hydrogène et des tests grandeur nature à Vancouver. Le Canada et sa capacité de production hydroélectrique sont spécifiquement bien positionnés pour faire de l'hydrogène propre.

Un accord de coopération entre l'Union Européenne et les États-Unis sur la technologie des piles à combustible vient d'être signé, montrant ainsi leur convergence de vue sur l'avenir de l'énergie dans les transports.

Une économie de l'hydrogène

voir Économie hydrogène

L'hydrogène n'est pas une source d'énergie (l'hydrogène sous sa forme H2 ne se trouve pas dans la nature), ce n'est qu'un vecteur, un moyen de transporter de l'énergie qu'il faut produire, par exemple via le nucléaire, les carburants fossiles ou les énergies renouvelables.

L'idée de transition d'une économie du pétrole vers une économie de l'hydrogène est un thème récurrent. Un choix si massif pour des technologies toujours en développement implique en effet des modifications importantes du schéma de distribution. Jeremy Rifkin, auteur de «L'économie hydrogène», fait une remarque spécifiquement intéressante sur cette source d'énergie. Sa production n'est plus dépendante de certaines régions du monde. Elle peut être éparpillée, décentralisée, produite localement, ce qui serait alors un changement radical en termes de fonctionnement économique qui demande une sérieuse adaptation de la part des géants de l'énergie.

Certes l'utilisation des énergies renouvelables permet d'accéder à l'indépendance énergétique et le choix de l'hydrogène comme moyen de stockage sert à tirer parti de cette source à la production erratique.

Critique

Un danger provient de la finesse de la molécule d'hydrogène : elle est tellement fine qu'elle passe à travers l'ensemble des réservoirs. Dans une économie "hydrogène ", 10 pour cent de l'hydrogène serait ainsi perdu.

Efficacité comparée

Les débat sur la sécurité est intéressant mais avant que l'hydrogène "propre", par conséquent produit à partir d'électricité renouvelable (seul procédé industrialisé actuellement), soit pertinent pour l'utilisation dans des véhicules automobiles face au banal stockage dans des accumulateurs, il devra faire face au dilemme actuel sur son efficacité énergétique, illustré par la figure ci-contre.

Il devra ensuite diviser par 10 le coût de la totalité réservoir plus pile à combustible puis quadriller le territoire de postes d'électrolyse, de stockage et de remplissage sous pression (700 bars), ensemble bien plus complexe qu'une station-service actuelle. Par la suite uniquement viendra le problème de la sécurité qui est certainement le plus simple à résoudre (cf. les véhicules au GPL). Données recueillies par le projet de recherche européen StorHy[2]

France

En France, la loi accorde un crédit d'impôt à une série de véhicules qu'elle considére comme propres à condition qu'il s'agisse :

  • d'un véhicule automobile terrestre à moteur
  • dont la conduite nécessite la possession d'un permis de conduire
  • qui fonctionne au gaz de pétrole liquéfié (GPL), exclusivement ou non.
  • qui soit un hybride énergie électrique et carburant fossile conventionnel (essence ou à gazole).
  • qui fonctionne au gaz naturel véhicule (GNV) exclusivement ou non

La seule définition légale semble cependant bien insuffisante et demeure contestée. Le terme "véhicule propre" recouvre par conséquent des réalités et des problématiques disparates mais n'en demeure pas moins usité.

Notes et références


Liens externes

Recherche sur Amazone (livres) :




Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/V%C3%A9hicule_propre.
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 29/04/2009.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.
Accueil Recherche Aller au contenuDébut page
ContactContact ImprimerImprimer liens d'évitement et raccourcis clavierAccessibilité
Aller au menu