La voiture du futur

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RIAZ
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par RIAZ » 20/01/09, 23:05

citro a écrit :En ce qui me concerne, je trouve assez réaliste les rendements thermiques inférieurs à 20%... :?
Par ailleurs, je pense qu'un "VHLBP" à traction électrique (moteurs-roues) alimentés par un générateur thermique et un stockage tampon (super capacités ou batteries pour assurer une récupération des pertes plus qu'une autonomie électrique notable) serait plus efficient (un peu plus cher mais plus fiable) qu'une chaine mécanique classique que l'on refuse de débarasser de ses tares le plus importantes.
?


Ça, il faudrait vraiment le creuser pour savoir si le gain de rendement réalisable sur le moteur thermique n'est pas avalé par la perte de rendement dans la chaine électrique.

Si cela marche (cela reste à démontrer), une petite capacité de stockage électrique est effectivement suffisante ce qui est très bon pour la masse du véhicule.
Par contre il ne faut pas oublier que dans ce cas de fonctionnement le nombre de cycles de charge/décharge est important et que cela sera un pb pour des batteries. Des super condensateurs alors ?

Le fonctionnement du moteur thermique à régime quasiment constant a des avantages, augmente les choix techniques mais il induit des cycles nombreux de marche/arrêt.
On pourrait même imaginer pour la croisière, un couplage direct génératrice-moteur qui sauterait la case convertisseur ....

Dans tous les cas cela ne va pas dans le sens de la simplification et du bon marché. Mais ce qui est simple, c'est d'abord ce qu'on sait faire, cela peut évoluer .....

REMARQUE : La chaine cinématique d'une voiture moderne n'est pas une catastrophe comme on le dit un peu vite sans preuve ou avec des exemples sortis tout droit d'un musée. Et encore une fois, hormis les moteurs roues multi-polaires, il y a plein de pignons entre le moteur électrique et la roue.
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Pour ce qui est de l'avenir, il s'agit pas de le prévoir, mais de le rendre possible (Antoine de Saint Exupéry)
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citro
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par citro » 20/01/09, 23:49

RIAZ a écrit : Ça, il faudrait vraiment le creuser pour savoir si le gain de rendement réalisable sur le moteur thermique n'est pas avalé par la perte de rendement dans la chaine électrique.
Et comment que ça marche!

RIAZ a écrit :Si cela marche (cela reste à démontrer), une petite capacité de stockage électrique est effectivement suffisante ce qui est très bon pour la masse du véhicule.
On appelle cela l'hybride série, les constructeurs rechignent à le commercialiser parceque la baisse des consommations est TROP importante
RIAZ a écrit :Par contre il ne faut pas oublier que dans ce cas de fonctionnement le nombre de cycles de charge/décharge est important et que cela sera un pb pour des batteries. Des super condensateurs alors ?
Aucun problème il y a des batteries ou des condensateurs qui assurent pour cet usage 10 ans de services.

RIAZ a écrit : Le fonctionnement du moteur thermique à régime quasiment constant a des avantages, augmente les choix techniques mais il induit des cycles nombreux de marche/arrêt.
Et alors. :?:
RIAZ a écrit :On pourrait même imaginer pour la croisière, un couplage direct génératrice-moteur qui sauterait la case convertisseur ....
Pardi, c'est même le but. :!: transférer l'énergie électrique du générateur au moteur avec un rendement de quasiment 100% 8)

RIAZ a écrit : Dans tous les cas cela ne va pas dans le sens de la simplification et du bon marché. Mais ce qui est simple, c'est d'abord ce qu'on sait faire, cela peut évoluer ...
On sait faire, c'est déja utilisé dans diverses applications industrielles ou automobiles haut de gamme.

RIAZ a écrit : REMARQUE : La chaine cinématique d'une voiture moderne n'est pas une catastrophe comme on le dit un peu vite sans preuve ou avec des exemples sortis tout droit d'un musée. Et encore une fois, hormis les moteurs roues multi-polaires, il y a plein de pignons entre le moteur électrique et la roue.
Ce n'est pas la première fois que tu contestes cela, je t'ai fourni sur le forum, au moins 2 fois des données chiffrées provenant de plusieurs sources "dignes d'intérêt" indiquant des pertes supérieures à 15% sur le seul différentiel, auxquelles il faut ajouter les pertes dans la boite de vitesse, les cardans. ces pertes sont bien sûr plus importantes dans les 4x4... Prends ta voiture moteur froid, mets la main sur la boite, roule 15km, touches ta boite, l'huile est chaude... cette chaleur, ce sont les pertes mécaniques (effet joule). :?
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Elec
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par Elec » 21/01/09, 00:13

RIAZ a écrit :
Elec a écrit :Merci Michel, De nombreuses références très fiables sont disponibles à ce sujet. The EU‑25 average CO2 intensity of electricity (and heat) production in 2004 stood at 370 gCO2/kWh - Référence: Agence Internationale de l'Energie
CO2 Emissions from Fuel Combustion 1971‑2004 (IEA, 2006 edition)


L'AIE est tout sauf une référence fiable, surtout dans le domaine de l'énergie ! Facile de trouver des projections où l'AIE est complètement à coté de la plaque. L'AIE parle pour les puissants de l'énergie qu'ils soient compagnies ou états pétroliers


Tu contestes l'intensité carbonique de l'électricité donnée dans ce rapport WWF et qui proviennent de l'IEA sur la base des données nationales des pays de l'UE-25 ?
Sur quelles références solides bases-tu cette contestation ?

Pour information il ne s'agit pas de projections mais des données relatives à 2004 pour l'UE-25.

Base de donnée UE-27:
http://www.energy.eu

RIAZ a écrit : [à propos de la séquestration du carbone] Comme bombes à retardement pour les générations futures qui devront les gérer, c'est encore mieux que les déchets nucléaires. Mais avec un léger effort supplémentaire, Elec va nous expliquer que c'est pour le bien de la planète

Je suppose que tu considères qu'alimenter les voitures à moteur thermique avec du charbon liquèfié et du pétrole non conventionnel est une solution pour le bien de la planète et de ses habitants, n'est-ce pas ?

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Les sables bitumineux de l’Alberta : l’envers de la médaille - (...) L’exploitation des sables bitumineux est extrêmement polluante. En effet, il faut creuser environ 4 tonnes de sable pour faire un baril de pétrole. De plus, les diverses méthodes de séparation du sable et du bitumène requièrent tous de l’eau pour pouvoir être effectuées. Il faut environ 3 barils d’eau douce pour fabriquer un baril de pétrole, et l’Alberta produit au-delà d’un million de barils de pétrole par jour. L’eau souillée du processus de séparation, qui est très toxique, est ensuite jetée dans d’immenses bassins de décantation qui sont retenus par des digues. De plus, pour que le bitumène devienne du pétrole, il faut le brûler à une très forte intensité ce qui rejette dans l’air des millions de tonnes de gaz à effet de serre (...)
http://interet.aehec.com/2008/04/16/les ... -medaille/
Dernière édition par Elec le 21/01/09, 02:49, édité 5 fois.
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Elec
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par Elec » 21/01/09, 00:32

RIAZ a écrit :
Elec a écrit :2 - Rendement du puits à la roue: le rendement énergétique de la filière électrique (même avec un mix 100% fossile) est meilleur que celui de la filière carburant liquide et ceci quel que soit le carburant liquide considéré.


Ceci ressemble beaucoup à une affirmation sans preuves.


Et bien je vais te les redonner.

WWF, page 82: Why is the mechanical powertrain so dismally wasteful ?
An underlying characteristic of the ICE is that maximum efficiency is attained near the maximum load point. Automotive engineering consultant Ricardo estimates that modern gasoline and diesel engines operating at full throttle typically achieve efficiencies of around 28% and 33% respectively; most of the wasted energy is transferred to the exhaust, coolant, lubricant, and radiated heat.137 However, automotive engines seldom function at maximum power due to variable speeds and idling – especially in the urban environment – which makes their mean operating efficiency much lower in practice. At partial load, those automotive engine efficiencies drop to around 23% for gasoline and 30% for diesel.138 This explains why, for conventional vehicles, official fuel consumption figures are far more impressive in the extra-urban rather than the urban test cycle. Further losses mount up: according to energy expert Vaclav Smil, idling at red lights and in congested traffic can easily account for 5‑10% of the initial energy input, with a further 5% cannibalised by friction in the transmission. Hence, in practical terms, it is reasonable to assume mechanical powertrain efficiencies of 18% for gasoline and 23% for diesel.
http://assets.panda.org/downloads/plugg ... _final.pdf

Essence:
- route non encombrée: 23%
- environnement urbain: 18%

Diesel:
- route non encombrée: 30%
- environnement urbain: 23%


* Etant donné que la très grande majorité des trajets est effectué en environnement urbain ou sur routes encombrées, et que la majorité des véhicules dans le monde sont à essence, il est raisonnable de retenir le chiffre de 20%.

* Si le parc automobile mondial était 100% diesel, il serait raisonnable de retenir le chiffre de 25%.

* Et si l'on obligeait tout les automobilstes à rouler au diesel et de plus, si on leur interdisait de rouler en environnement urbain et sur les routes encombrées, alors c'est le chiffre de 30% qu'il faudrait retenir.


Scénario de Michel, 100% du parc automobile Diesel:
83% x 25% = 20,75%

Scénario de Michel, 100% du parc automobile Diesel et interdiction de circuler en environnement urbain et sur routes encombrées:
83% x 30% = 24,9%

Electrique (mix 100% fossile):
95% x 40% x 92% x 80% = 27,9%

A noter que le rendement est indépendant de la taille, de la masse et de la forme du véhicule. Mais si on ajoute (ce qui est une erreur) le "coefficient de surmasse" batterie de Michel (8% de perte; coef de Michel très exagèré et non pertinent avec un réseau type BP en place; et de plus avec la voiture thermique il faut alors prendre en compte le coeff de surmasse de tout le bazard autour du moteur thermique et le poids du carburant liquide):

95% x 40% x 92% x 80% x 92% = 25,6% (résultat erroné à cause de ce "facteur de surmasse" qui est un non sens s'agissant de calculs de rendements mais j'effectue ce calcul pour aller au bout du raisonnement de Michel)

Et bien même en ajoutant "ce facteur de surmasse" qui n'a pas lieu d'être dans un calcul de rendement,
en prenant une situation imaginaire où 100% du parc mondial devient diesel et où l'on interdit à tous les automobilistes du monde de circuler en ville et sur routes encombrées (!),
et enfin en prenant la pire des hypothèses pour l'électrique (un mix électrique 100% basé sur les fossiles),
et bien la filière électrique continue de battre la filière carburant liquide ! :

25,6 > 20,75
et
25,6 > 24,9

NB - Et n'oublions pas le critère santé etc...
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par Capt_Maloche » 21/01/09, 09:12

Le facteur santé est en effet primordial:

les CO, NOx et particules sont les acteurs de la dégradation de santé à l'échelle planétaire!!

bien plus grave que le CO2 !!

Le fait de produire de l'électricité centralisée (même avec des combustibles fossiles) dans une usine aux rejets contrôlés, permettra certainement de mieux traiter les emissions de polluant que sur des véhicules individuels
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"La consommation s'apparente à une recherche de consolation, un moyen de remplir un vide existentiel croissant. Avec, à la clé, beaucoup de frustration et un peu de culpabilisation, accrue par la prise de conscience écologique." (Gérard Mermet)
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par bambou » 21/01/09, 10:09

Bonjour,

Je suis content d'avoir vu ce fil de discussion. Je trouve qu'il a été très enrichissant.

Il me semble que le seul désaccord qui persiste est la priorité relative de deux améliorations à apporter à l'automobile.
D'un côté l'électrification, de l'autre les optimisations pondérale et aérodynamique.

Sachant que les deux solutions apporteront un plus, chacune de leur côté, espérons que les constructeurs se bougeront dans un sens ou dans l'autre et, qu'enfin, il y ait cohabitation des deux améliorations
au sein du même véhicule...

Merci à tous !
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par Capt_Maloche » 21/01/09, 10:24

Merci pour eux :D

Pour l'instant, le confort et la sécurité sont les paramètres primordiaux des constructeurs, c'est de bonne guerre, juste avant la consommation qui a été fortement réduite avec les nouveaux DCI HDI

les modèles essence sont toujours à la traine côté conso

notez quand même qu'une 407 SW 1.6 HDI de 1600kg consomme un peu moins de 6L/100, dixit pour un grand Scenic, ce n'est pas mal du tout

reste qu'en électrique, le seul moyen de déplacer de telles masses sur de longues distances consiste en 1 générateur diésel à régime constant (rendement 30/35% et plus si stirling sur échappement) alimentant une batterie ou un super condensateur.

ou à améliorer la capacité de stockage de super batteries qui restent à inventer
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par dirk pitt » 21/01/09, 10:46

Capt_Maloche a écrit :Le fait de produire de l'électricité centralisée (même avec des combustibles fossiles) dans une usine aux rejets contrôlés, permettra certainement de mieux traiter les emissions de polluant que sur des véhicules individuels


pour une fois que c'est pas moi qui le dit.
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par Michel Kieffer » 21/01/09, 11:44

Maximus,

Certes, on peut toujours essayer de rendre plus frugal un « éléphant » LEXUS de 272cv et de plus 2 tonnes, mais partir d’un « zèbre » (restons dans la savane) de 500 kg est 4 fois plus efficace !

Amicalement

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par Michel Kieffer » 21/01/09, 11:49

Rendement, quand tu nous tiens…

Voici la mise à jour suite aux modifications des rendements des moteurs thermiques. J’en ai aussi profité pour mettre à jour les rendements des véhicules électriques (la première estimation était un peu optimiste).
En résumé, une évolution mais pas de révolution par rapport au calcul précédent.

Par ailleurs, j’introduis les véhicules hybrides.

Bonne lecture

Michel Kieffer

Lien : « voiture électrique et CO2 » http://cocyane.chez-alice.fr/energie.html

PS : j’obtiens 111 MJ à embarquer pour réaliser 100 km en ville avec une voiture moyenne actuelle mais électrifiée. Ces 111 MJ sont à comparer aux 72 MJ de la 106 de Citro, véhicule certes ancien, mais bien plus efficace parce qu’il est plus léger que nos tanks actuels ! Retenons que Citro a fait le bon choix, mais comme déjà dit, la CITROEN AX aurait été encore meilleure.
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