La voiture du futur

[Christophe]

Bonne remarque, mieux vaut parler d'habitation du futur !

[frl]

Pour présenter une approche de réponse à Dirk Pik :
En ne considérant que l'énergie nécessaire à l'accélération, il faut pour une voiture de 1000 kg :
E = 0,5*1000*(13, 9)(13,9) = 9,6 kj
où 1000= le poids en kg de la voiture
13,9 = la vitesse en m/s (soit 50 km/h)

Si on considère que sur 100 km, on accélère 100 fois et on ralentit 100 fois (1 km sans s'arrêter c'est rare en ville !), on arrive à 9,6 MJ rien que pour les accélérations.
A l'arrêt, le moteur continue de consommer ainsi que lors de la décélération. De plus comme il fonctionne à faible charge, son rendement est faible (20 % peut-être).
Bref encore une fois et à l'évidence, le moteur thermique n'a rien à faire en ville !
Sur le site de l'IFP (Institut Français du Pétrole), ils annoncent 15% de rendement en ville. Cela reste difficile à établir, car ça dépend des conditions de circulation et du conducteur. C'est un peu comme les données constructeur de consommation (ville, mixte et route), il faut soit être un champion de l'économie soit faire le test sur rouleaux pour y parvenir. Ces normes sont d'ailleurs largement remises en cause actuellement.

Les nouvelles voitures électriques disposent souvent du tandem supercapacité/batterie. Cette "hybridation" a plusieurs avantages :
1 - au freinage, c'est la supercapacité qui absorbe immédiatement et sans perte l'énergie électrique.
2 - à l'accélération, c'est la supercapacité qui fourni le surplus d'énergie nécessaire, cela évide de dégrader les performances des batteries qui n'aiment pas une décharge supérieure à 3 C
3 - cela évite de l'usure aux batteries.

Par contre, je pense que Michel sera d'accord avec moi pour dire que le chauffage du logement du futur sera tout sauf électrique ! Du coup, on aura de la marge pour recharger les voitures !

NB : je n'ai pas vu la correction concernant la consommation (d'où la production de carbone) dans la présentation de Michel sur le C2 et la voiture électrique. Il considère toujours que la voiture électrique génère 20 Kg de carbone aux 100 km.
Je n'ai pas vu non plus la démonstration chiffrée de l'allègement de la voiture qui lui permettrait de passer de 1000 à 500 Kg

[Elec]

Et encore mieux, à mon avis: un sujet sur les synergies habitat / électro-motricité.



On peut concevoir la voiture électrique comme un appareil électrique de la maison au même titre que le réfrigérateur intelligent.

La batterie de la voiture électrique offre des perspectives très intéressante:
- absorber l'excès de production de la micro-éolienne ou des panneaux PV de la maison
- réinjecter vers le réseau de l'électricité en période de pic de demande

[Christophe]

Pour présenter une approche de réponse à Dirk Pik :
En ne considérant que l'énergie nécessaire à l'accélération, il faut pour une voiture de 1000 kg :
E = 0,5*1000*(13, 9)(13,9) = 9,6 kj
où 1000= le poids en kg de la voiture
13,9 = la vitesse en m/s (soit 50 km/h)

Ca vous intéresserait un "calculateur" en flash d'estimation de la puissance d'un véhicule en fonction des paramètres principaux qui serait variables? Vmax, Accélération, Masse, SCx, frottement de la route...?

Tiens je me demande si je suis pas déjà tombé dessus sur un site...ca rappele quelque chose à kk1 ?

[minguinhirigue]

Bonjour à tous...

frl à écrit

Le point central qui m'intéresse aujourd'hui est le rendement de 30 % du moteur thermique.

Pourquoi, c'est toute la chaîne d'acheminement qui importe non ?

Michel veut brutalement ajouter 260 kg de batterie à sa voiture thermique où est l'intérêt du calcul. J'ai déjà dit (chiffres à l'appui) que la différence poids thermique/électrique n'est pas si pénalisante (sauf si on prend des batteries au plomb, lourdes, peu efficaces et polluantes).

Sur ce point je suis d'accord pour un véhicule de conception nouvelle (venturi, dyane ?), mais pas pour la majorité des véhicules produits aujourd'hui, y compris les mégane élec et cléanova (plateforme standard pour thermique modifiée )
Quand on parle de la 106 élec, il faut prendre un modificateur pour le poids car il s'agit d'un véhicule essence modifié, en pratique, la 106 3 portes 1,5d : 875kg, contre 1060kg pour la 106 élec ! Tu me diras, l'électricité ne pèse pas, mettons donc un demi réservoir pour le 106d : 900 kg ? Encore 160 kg de différence !

Les technologies des batteries actuelles et les moteurs-roues et la récupération au freinage mieux gérées donnent progressivement l'avantage au électrique, mais ce n'est pas encore gagné.

Résumons :

1 D'une manière générale, la voiture thermique rejette plus de CO2 qu'une voiture électrique. (...)

2 Les progrès de la voiture électrique sont énormes (autonomie, poids)

3 L'autonomie n'est plus un problème (80 % des utilisateurs font moins de 100 km par jour)

4 Les déchets de la combustion (CO2, particules, NO2...) sont mieux filtrés en centrale que sur les voitures individuelles (le FAP n'est même pas obligatoire sur les voitures diesel !)

5 Les sources d'approvisionnement sont variées (hydraulique, géothermique ...)

6 De l'électricité est gaspillée la nuit

7 Si on applique les progrès en terme de poids et d'aérodynamisme, il n'y a pas de raison de de ne pas gagner le même facteur en électrique qu'en thermique (rapport 3 voire 4 d'après Michel).

1) Oui, en Europe aujourd'hui, mais l'exemple de la 106 donne environ 14 kg de CO2 au cent pour la 106d contre 9,2 pour la 106 elec, plus des déchets nucléaires...

2) Oui, mais les mentalités ne suivent pas toujours, la voiture comme joujou à faire du bruit reste un must pour beaucoup...

3) l'autonomie reste problématique pour les 20% restant, il y a donc deux solutions : des dispositifs du type betterplace, un grand progrès dans le stockage de l'électricité (nanotechnologie pour les batteries ou les utlracondensateurs ?), recours à des véhicules hybrides pour 20 % des voyages...

4) 5) 6) +1 pour la gestion de la pollution centralisée, et la diversité possible des sources de production, mais cette diversité est de fait assez faible en France. C'est une des raisons pour laquelle l'électricité est perdue la nuit : le fonctionnement en base des centrales nucléaires impose un rythme de production particulier. Les même soucis apparaissent avec beaucoup des dispositifs de production EnR : vents, soleil, et marées ne se laissent pas domptées facilement. Les seules énergies renouvelables modulables viennent des barrages et des bio-carburants de seconde génération...

7) déjà citée, mais la dagne est pas mal dans le genre non ?

En résumé, La voiture électrique n'est sûrement pas LA solution mais UNE solution pour 10, 20 ou 50 % du parc en fonction des progrès dans sa fabrication et dans l'utilisation des transports.

On est d'accord...

[dirk pitt]

merci frl pour ton petit rappel mais mon probleme n'est pas de trouver la formule de dépense énergétique de l'acceleration.

je cherche a calculer le rendement du moteur thermique sur un cycle urbain.

même si les cycles normalisées sont critiquables, ils ont le mérite d'exister. Et au moins je peux me baser dessus pour faire une approche.
en effet, on connait la conso de carburant d'un véhicule sur ce cycle: c'est ce que donne le constructeur.
je qu'il manque, c'est l'énergie necessaire pour faire ce cycle avec un véhicule donné. il faut pour ça avoir le "profil" exact du cycle de maniere a calculer pour chaque segment, l'energie due à l'acceleration, a la resistance de l'air et au frottements. ce qui reste sera le rendement du moteur. CQFD
je crois qu'a défaut de mieux, je vais estimer les pentes et les segments a partir des pietres images que j'ai récupérer.

[Michel Kieffer]

Peu à peu, un mix de solutions se dégage…

Quelque commentaires sur la dernière mise à jour de la BD « voiture électrique et CO2 »,

- Il est précisé plusieurs fois que le calcul concerne des déplacements « hors circulation urbaine » http://cocyane.chez-alice.fr/energie.html
- Pages 6-7 : la première estimation est basée sur une voiture classique électrifiée avec 800 kg de batteries, cet exemple met en évidence qu’une telle voiture n’a pas d’intérêt : la surmasse de batteries dégrade considérable la consommation.
- Pages 9-1 : le constat ci-dessus nous amène à proposer une 2ème solution basée sur 300 kg de batteries. Dans ce contexte, les émissions de CO2 descendent à 14 kg au cent pour la voiture électrique au lieu de 17 kg pour le véhicule diesel. Il est important de préciser que ces chiffres sont supérieurs aux chiffres de la « 106 référence » qui est bien plus légère.
- Page 15 : il est précisé que cette comparaison peut être faite pour des véhicules « électriques » et « fossiles » optimisé tous les 2. Certes les consos sont alors divisées par 3 mais les écarts restent proportionnels.
- Page 13 : il est souligné l’intérêt (en principe) d’un véhicule urbain électrique.

Autre développement…

Il me semble intéressant de faire une autre BD comparant des véhicules urbains « électrique » et « fossile » tous les 2 optimisés pour la ville. Je m’y attelle dès que possible.

Données de base, êtes-vous d’accord ?

Pour uniformiser nos démarches, que pensez-vous des rendements suivants pour nos calculs :

- Rendements véhicule diesel : route / mixte / ville : 35 / 30 / 20% ? …qu’en pensez-vous ?
- Rendements électrique : route / mixte / ville : 80 / 75 / 70% ? …qu’en pensez-vous ? (ces rendements électriques comprennent le rendement lié aux batteries)

Nota : Quant au ratio énergie électrique secondaire/finale, ce rapport est de 2,8 tel que démontré dans la BD « électricité et CO2 ». La part fossile dans l’énergie secondaire représente quant à elle 55% à l’échelle européenne.

Michel Kieffer

[Elec]

Il est précisé plusieurs fois que le calcul concerne des déplacements « hors circulation urbaine »

La circulation urbaine correspond à environ 80-90% des déplacements (je vais chercher des références précises à ce sujet).

- Will Heuliez/Michelin/Orange (Santé: zéro émission toxique): 90%
- Moteur thermique (Santé: polluant et bruyant): inférieur à 20% en usage urbain.

estimation basée sur une voiture classique électrifiée avec 800 kg de batteries

une 2ème solution basée sur 300 kg de batteries

[dirk pitt]

@michel,
pourquoi le rendement baisserait autant sur un cycle urbain pour un electrique.
on parle bien du rendement de la prise a la roue?
les pertes de la chaine elec varieront a mon avis peu en fonction de la charge moteur.
la partie pertes dans le hacheur et le moteur est effectivement fonction du courant mais je laisse les specialistes donner des ordres de grandeur

[Michel Kieffer]

Précisions,

Dans la mesure où les freins sont sollicités, de l’énergie est transformée en chaleur donc le rendement ne peut que se dégrader. Cette règle est aussi valable pour un moteur électrique. Bien entendu, une part de l’énergie du freinage peut être retransformée en énergie, ce que ne peut pas faire le moteur thermique. Le problème est de déterminer la valeur de ces rendements en fonction de l’utilisation.

Par ailleurs, quant à la répartition des usages route/mixte/ville, si nous prenons pour variable le rendement, les usages (en %) doivent être en principe comptabilisés en km. Comptabiliser les usages en heures passées reviendrai à surpondérer l’usage urbain. Ceci fausserait les calculs.

Rappel des données de base, êtes-vous d’accord ?

Pour uniformiser nos démarches, que pensez-vous des rendements suivants pour nos calculs :

- Rendements véhicule diesel : route / mixte / ville : 35 / 30 / 20% ? …qu’en pensez-vous ?
- Rendements électrique : route / mixte / ville : 80 / 75 / 70% ? …qu’en pensez-vous ? (ces rendements électriques comprennent le rendement lié aux batteries)

Nota : Quant au ratio énergie électrique secondaire/finale, ce rapport est de 2,8 tel que démontré dans la BD « électricité et CO2 ». La part fossile dans l’énergie secondaire représente quant à elle 55% à l’échelle européenne.

MK