La voiture du futur

[Michel Kieffer]

A toute l’équipe, analyse des suggestions d'Elec,

La voiture électrique à autonomie réduite alimentée par des panneaux solaires est-elle réaliste ?

Ce message est remplacé par le rectificatif quelques pages plus loin.

Michel Kieffer

[RIAZ]

La MATHIS 333, une véritable merveille, conçue par des gens qui savaient ce qu'efficacité énergétique veut dire ...

C'est là :
http://www.3wheelers.com/mathis.html
Faut dire qu'à l'époque, l'essence se faisait rare ...

Pour être bon aujourd'hui pour concevoir des voitures (ou des avions légers !), un petit, voire un grand retour dans les archives ne ferait pas de mal ....

Le TGV à 200 km/h ne serait pas si grave que cela pour les pressés.
Sur les trajets Paris-Nantes ou Paris-Rennes, le TGV ne justifie son nom qu'entre Paris et Le Mans, soit en gros 190 km.
Passer à 200 km/h ne ferait "perdre" que 20 mn. Si on voulait limiter l'allongement du trajet aux 15 mn correspondant au retard généralement constaté pour commencer une réunion (!), il faudrait marcher à un petit 230 km/h et cela consommerait 2 fois moins d'énergie sur la partie TGV (2,6 fois moins d'énergie à 200 km:h).

Oui, mais alors, que vont devenir les businessmen ultra bookés, les seuls qui pourraient avoir à se plaindre de la chose, les autres qui se promènent ayant par définition tout leur temps !
Pour répondre il suffit de savoir qu'ils voyagent avec leurs portables sur les genoux et potassent leurs dossiers. C'est pour beaucoup d'entre eux, le seul moment où ils peuvent bosser peinards ! Les 20 ou 15 mn ne correspondent donc pas à du temps perdu ... Pour ceux qui sont tellement claqués qu'ils dorment, c'est aussi tout bon pour eux !

Et on nous parle très fièrement du nouveau TGV qu'il faudrait appeler UGV qui roulerait à 360 km/h (TGV Est). Sa consommation sera supérieure de 26% (comparé à 320 km/h) ou 3,24 fois plus importante que le train qui filerait à 200.

Il est clair que cette question viendra un jour sur le tapis car les chiffres et les lois de la physique sont têtus.

Mais, il y a un gros problème. Si on décide de rouler à cette vitesse raisonnable de 200 km/h, c'est tout le système TGV qui s'effondre. Et ça Monsieur, c'est renier la grandeur de la France, et ça ne se passera pas comme ça !!

En effet, pour faire rouler des trains à 200 km/h, point n'est pas besoin de la belle et couteuse infrastructure spéciale TGV qui a été mise en place. Des aménagements sur les lignes existantes, ou de nouvelles lignes n'exigeant pas autant de contraintes pourraient convenir. D'autres matériels roulants (pendulaires peut-être) conçu pour un autre cahier des charges seraient probablement plus sobres et moins coûteux.

Les TGV ne roulent pas la nuit, mais les voies sont occupées par les équipes d'entretien qui réparent les dégâts de la journée. Des trains moins "agressifs" pour leur environnement permettraient de réduire les coûts de maintenance et de libérer les voies la nuit pour faire rouler les trains de marchandise et réduire le nombre de camions.

Toute cette énergie économisée, cet argent épargné permettrait de baisser le prix des billets et de rendre le train compétitif vis à vis de la voiture et de "mettre le paquet" sur les TER qui s'essoufflent gravement.

Elle ne serait pas belle la vie ?
On appelle cela une spirale vertueuse ......

PS pour Elec : Faut pas confondre les calculs de puissance et ceux d'énergie. Relis bien le slide 16 du diaporama et tu verras qu'il n'y a pas de coquille à corriger. Pour obtenir une puissance de 51 kw, il faut bien 340 m2 de panneaux solaires bien exposés. Michel KIEFFER a un peu exagéré, car la puissance installée (maxi) sur une voiture n'est jamais utilisée. On va dire qu'avec la moitié on tient la croisière rapide, ce qui nous fait quand même 170 m2 ...

Quand à ta valeur de 20 m2 par véhicule elle n'a pas de sens si elle n'est pas accompagnée de plein d'autres valeurs liées au type de véhicule et à son type d'usage. Par exemple le véhicule du projet OSCAR se contenterait de 10 m2 de panneaux PV pour 20000 km/an.
Voir ici : http://www.akasol.de/downloads/info/pdf/poster_fr.pdf.

[Elec]

avec 30m2 de panneaux solaire, on peut faire 136 km / jour (...))
L’erreur est toujours possible, je vérifie tout ceci ces prochains jours.
Un grand merci à Elec pour ses suggestions et bonnes vérifications à vous
Michel
PS pour Elec : merci de valider les informations « * » ci-dessus/

Cher Michel,

Au téléphone, nous étions arrivés à environ 24m2, au lieu des 340m2 indiqués initialement sur la BD.

Les 30 m2 me semblent être dans les bons ordres de grandeur.
Je vais effectuer à nouveau les calculs dans les prochains jours, je te tiens au courant.

si nous installons quand même nos 30m2 de panneaux solaires, il est fort possible que le bilan CO2 soit meilleur en gardant la voiture « fossile »

Là je pense que c'est erroné.
L'Energy Payback Time est de 2 ans et la durée de vie des panneaux PV est de 25ans. Même si l'électricité qui a servi à produire les panneaux est 100% charbon, le bilan CO2 reste largement meilleur avec le VE qu'avec la voiture thermique à essence ou au bio-agro-carburant.

Analyse du Cycle de Vie (kgCO2 / MWhe):

Solaire CSP: < 20
Solaire PV (avec mix électrique moyen mondial, à dominante fossile): < 100
Centrale au gaz: 400
Centrale au charbon: > 900

[dirk pitt]

oui c'est possible a condition de pas prendre des hypotheses defavorables: il est evident qu'un VE urbain electrique dont l'objectif serait d'etre rechargé en solaire ne peserait pas 1500 kg sinon, bien sûr, ça le fait pas.
regardez plutot ICI
le vehicule dagne peut parcourir les 40miles quotidiens (64kms) d'un americain avec 4m2 de paneaux solaires au soleil californien, je le concede.
mais nous avons là un très bon exemple d'un véhicule conçu pour être econome en énergie tout en restant agréable en vitesse et acceleration.

[Elec]

Dirk,
J'ai basé mon calcul sur un VE qui consomme 20kWh / 100km (équivalent au contenu énergétique de 2 litres d'essence).
Avec une conso equivalent 1 litre aux 100km, ce n'est plus 24m2 mais 12m2 (avec insolation moyenne annuelle en France).
Avec l'insolation moyenne annuelle de Californie, c'est moins de 12m2.
Et avec VE hyper-efficace, comme tu l'indiques, c'est encore moins que 12m2.
Avec une micro-éolienne, on peut également recharger la batterie.

regardez plutot ICI

Très intéressante la Dagne...Est-elle commercialisée ?

Je pense aussi que la recherche de l'efficacité énergétique est une priorité: l'énergie que l'on ne consomme pas est celle qui est la plus facile à remplacer.
Ceci dit, la recherche en matière de performance, de confort et de design est également essentielle car un véhicule non performant et vilain n'a aucune chance de pénètrer le marché...et est donc complèment inefficace.
Personnellement, je trouve le design de la Dagne attractif. Performances:

Electric Range: 120 miles
Hybrid Range: 600 miles
Top Speed: 120 mph
0-60 mph in 5 seconds

Pas mal !

Voir aussi la C-Zen, en France:
Deux Lyonnais lancent la première voiture électrique grand public
http://www.lyonmag.com/article/9526/Deu ... and-public

PS: Merci Riaz pour ta réponse argumentée (ceci indépendamment de son contenu): c'est plus constructif que ton message du Sam 03 Jan 2009, 10:09 ;)

[Christophe]

1) Michel Kieffer, pas vérifié tes calculs mais à priori je suis d'accord mais j'aurais eu une autre approche

a) Il faut 0.2 à 0.3 kWh mécanique pour faire faire un km à une voiture moyenne.
b) Un m² de panneaux produit 225kWh par an.
c) Rendement global de la chaine de stockage (double systeme de batterie nécessaire) + moteur: disons 70%.
d) Chaque m² de panneau permet donc de faire 225 kWh * 0.7 = 160 kWh soit 780 km par an au mieux (20 kWh / 100 km)...

Pour faire 20 000 km par an il faudrait donc 25 m² (au moins). L'approche est différente mais l'ordre de grandeur identique.

SEULEMENT VOILA...

2) Elec certes c'est écolo (mais ca se discute: notamment au niveau énergie grise des batteries loin de faire 20 ans)...mais 30 m² de panneaux ca coute, disons à 6€ (TTC posé) le Wc 27 000 € sans les batterie "tampon" indispensables. Ca réprésente combien de km parcourus?

A 6 L /100 et 1.2€/L, 27 000€ permettent donc de faire: 375 000 km.

A raison de 20 000 km par an ca fait quand meme presque 19 ans de "carburant"! Evidement ca ne prend pas en compte l'évolution des coûts de l'énergie...

3) Ensuite et surtout, rouler au PV ou même à l'électrique c'est bien beau mais le calcul économique est biaisé car les kWh électriques ne sont pas soumis à la Taxe sur la Consommation: on compare donc souvent un kWh taxé à 60% + TVA et un qui ne l'est que par la TVA...

Soyons sûrs que les kWh électriques à destination routière seront taxés à même hauteur que les kWh pétrolier quand les VE ne seront plus marginales...si un jour elles ne le sont plus...

C'est surement une des raison pour l'Etat à ne pas favoriser le développement des VE (regardez la farce qu'a été la C3 GNV) !

Petit calcul économique : le coût REEL d'un kWh Photovoltaïque "sortie du panneau" est le suivant: 150 * 6 / 25 * 225 = 0,16 € / kWh sur 25 ans! Un kWh mécanique d'origine PV électrique serait de 0,16 / 0,7 = 0,23 €/kWh

Pour faire 100 km, au mieux avec une voiture électrique de conception "classique" il faut 20 kWh donc 4,6 € HT / 100 km...Comparez ceci au cout d'un carburant défiscalisé et la solution PV + VE batterie devient économiquement et surtout fiscalement une utopie...

L'Etat subventionne le rachat d'électricité PV peut être pour éviter le détournement d'entrée fiscales à destination routière...Me trompe je?

[Elec]

Christophe,

Coût du kWh PV = 40 US cents aujourd'hui en 2009 (le PV est la plus chère des ENR)
VE avec conso de 20 kWh aux 100km = coût électrique de 8 $ aux 100km
+ 3$ aux 100 km pour la batterie
8 + 3 = 11$

Coût avec voiture à essence aux USA (essence peu taxée): 8 $ aux 100km (12 cents / mile)

Mais avec le thin film: division par 3 du kWh PV (nanosolar etc.)

Conclusion, aux USA, où l'essence est peu taxée, la voiture à essence reste légèrement meilleur marché que la voiture électrique photovoltaïque (PV classique).
Ce n'est plus du tout vrai en Europe avec du 16$ aux 100km pour l'essence au lieu de 8$ aux USA. On en débuit que taxer les combustibles fossiles a vraiment du bon pour faire émerger les solutions durables.

On peut faire les mêmes calculs avec le solaire CSP (kWh à 12-14 cents), avec l'éolien (kWh à 10 cents) ou encore avec la technologie CETO (vagues) (kWh à 10-12 cents).

[RIAZ]

Normalement, en respectant la réalité des lois de la physique, vous devriez aboutir à la véritable problématique qui est :
To be electric or not to be electric, that is not the question !

Elec jongle avec les chiffres, il annonce 20 m2 mais il est d"accord avec 10 et il accepterait 30. Il se dit surement qu'il arrivera bien quand même à fourguer ses batteries de rechange.

La réalité des chiffres est bien plus triviale, elle est parfaitement exposée dans les BD de Michel KIEFFER, : il faut diviser par trois ou par 4 la quantité d'énergie que nous consacrons pour assurer notre précieuse mobilité individuelle, et c'est parfaitement faisable, tout de suite.
Les choix à faire pour que cette dépense d'énergie soit la moins toxique possible ne sont pas simples, mais ils sont de "second ordre".

Il est certain qu'aujourd'hui, l'extrême pénalisation qu'impose la masse des batteries se traduit, à charge utile égale, par un besoin énergétique plus important. On bute là sur l'extraordinaire densité énergétique des carburants fossiles.

Ceci en remet une couche sur le bilan plus que mitigé de l'utilisation de l'électricité, sur le plan de l'efficacité énergétique et des déchets (CO2 et nucléaire) et ne donne pas à la propulsion électrique les avantages qu'il est de bon ton de lui reconnaître.
C'est vrai aujourd'hui et pour encore un bon moment si on se place dans la perspective d'une offre industrielle "grand public".

Mais les choses peuvent changer si les ratios €/kwh et kg/kwh se réduisent de façon très significatives.....

En attendant, il nous faut vite une voiture à pétrole à 2 puis 1 litre au 100 km.

[Elec]

Elec jongle avec les chiffres, il annonce 20 m2 mais il est d"accord avec 10 et il accepterait 30.

Ce sont les ordres de grandeur qui importent.
30 m2 et 340 m2, ce n'est plus le même ordre de grandeur.

Ensuite, 20 ou 30m2, tout dépend des hypothèse de départ, mais c'est ok au niveau ordre de grandeur.

Un sytème hybride PV / microéolien est préfèrable a un système 100% PV. Cela permet de recharger sa batterie avec du renouvelable de manière plus fiable pour de simples raisons statistiques (probalité d'avoir du vent ou du soleil).

l'extrême pénalisation qu'impose la masse des batteries

Ce n'est pas du tout le cas avec une infrastructure de recharge et d'échange des batterie, d'où l'importance de mettre en place cette infrastructure.

Sans infrastructure, tu as raison, la voiture électrique n'a aucun avenir (ou uniquement que pour quelques applications niche), exactement de la meme facon qu'une voiture à essence n'a aucun avenir dans un pays ou il n'y a pas de stations essence.

il faut diviser par trois ou par 4 la quantité d'énergie que nous consacrons pour assurer notre précieuse mobilité individuelle

Sur quoi repose le "il faut" ?
Quel est l'object réel?: réduire notre confort ou préserver la planète ?
Si l'objectif est de préserver la planète, réduire notre consommation est un moyen, pas une fin.
Et il y a d'autres moyens d'atteindre cet objectif de préservation de la planète, tout en créant de l'emploi et de la richesse.

En attendant, il nous faut vite une voiture à pétrole à 2 puis 1 litre au 100 km.

Nous n'avons pas de temps à perdre avec les demi ou les fausses solutions. Il nous faut sortir le plus rapidement possible des combustibles fossiles et du moteur thermique dont le rendement est et restera médiocre.

[RIAZ]

Dirk,
J'ai basé mon calcul sur un VE qui consomme 20kWh / 100km (équivalent au contenu énergétique de 2 litres d'essence).

Tu es vraiment fâché avec les chiffres Elec.
20 kwh/ 100 km ne correspond pas à 2 litres d'essence mais à SIX.

D'autre part, un véhicule qui fait 20 kwk/100 passe directement du bureau d'étude au musée.