Polytech S4 Intelligence Economique:Yoann1

De Wiki de Romain RUDIGER
Aller à : navigation, rechercher

Découvert par : Yoann COLAS

Découvert le : 09/02/2008

Paru courant 2006

Pertinence (de 1 à 4) : **

Fiabilité (de 1 à 3) : ***

Source

Site web : caradisiac.com

L'article : Les moteurs et les carburants de demain, dès aujourd’hui

Résumé (rapide)

Suite d'article présentant différents moyen de propulsions orientés automobile. Présentation des technologies hybride diesel, électrique, hydrogène et ethanol.

Contenu

Introduction

Depuis 2005, le prix des carburants a flambé et cette tendance n’est pas prête de se renverser. Pour éviter de se ruiner à la pompe, Caradisiac a étudié mais aussi testé les nouveaux modèles qui permettront de rendre moins douloureux le passage à la pompe. Tour d’horizon de ce que préparent les constructeurs en matière de moteurs économes en énergie.

Carburants-1.jpg

Avec un prix du baril qui a dépassé les 75 €, le poste carburant n’en finit pas de grever le budget de l’automobiliste.

Déjà en hausse en 2005, celui-ci a de fortes chances de connaître une nouvelle inflation en 2006. Conscient de ce problème qui pourrait avoir à terme des répercutions sur les ventes, de plus en plus de constructeurs réfléchissent actuellement à des moyens de réduire la consommation de leurs véhicules. Un sondage effectué par KPMG auprès de 140 dirigeants de l'industrie automobile paru dans les journaux allemands Suddeutsche Zeitung, Welt, Handelsblatt début 2006 révélait que 84 % des personnes interrogées (contre 58 % en 2002) affirment que les acheteurs accordent une importance croissante à la consommation de carburant d'un véhicule, deuxième critère d'acquisition après la qualité. Ils sont en outre 74 % (54 %) à estimer que la demande de véhicules hybrides va augmenter, et 57 % (41 % il y a 4 ans) à prévoir que les motorisations alternatives représenteront à l'avenir un facteur d'achat important. Partant du constat que les carburants alternatifs vont intéresser de plus en plus d’automobilistes, Caradisiac fait le point sur les différentes solutions envisagées par les constructeurs. Pour ce dossier, nous nous sommes intéressés principalement aux procédés encore à l’étude en présentant la théorie mais également la pratique avec les premiers tests de ces véhicules réalisés à l’occasion du dernier Challenge Bidendum. Nous avons donc fait l’impasse volontaire sur l’hydride essence, le Gaz naturel, mais nous avons privilégié d’autres choix comme l’hybride diesel, l’électricité, les biocarburants ou l’hydrogène.

Les véhicules hybrides Diesel

Carburants-2.jpg

On entend beaucoup parler d’hybrides depuis que la Toyota Prius de deuxième génération a été nommée Voiture de l’Année 2005. Cette technologie marie presque idéalement thermique et électrique. Le premier fabrique l’électricité quand il est à son rendement optimum (en plus de l’énergie cinétique récupérée en décélération et aux freinages) ; lorsqu’il ne l’est plus, c’est l’énergie stockée dans les batteries qui prend le relais ou seconde le moteur thermique). La technique est effectivement au point, permet de polluer peu – surtout en ville, mais à rapport performances/consommations équivalent à un Diesel (avec au moins un bon tiers de parcours urbain), elle coûte toujours plus cher à l’achat. Ce concept de moteur thermique couplé à un (ou des) moteurs électriques (+ générateur, + batteries...) a néanmoins un bel avenir devant lui. Les hybrides continuent d’évoluer, amenant de nouveaux progrès. Après le SUV Lexus RX 400h commercialisé à l’été 2005, la grande berline de la même marque GS 450h à la puissance cumulée de 300 ch exposée au dernier salon de Francfort est vendue en France depuis juin 2006. D’autres marques ont suivi ou vont le faire, comme Honda avec sa nouvelle Civic hybride mais également d’Audi concept hybride sur base du nouveau SUV Q7, le V8 4.2 FSi étant secondé par un modeste moteur électrique de 32 kW et 200 Nm. La consommation en cycle mixte reste élevée malgré une baisse annoncée de 13 %, avec 12 l/100 km.

Mercedes n’est pas en reste avec deux projets sur base de Classe S , l’un nommé "Direct Hybrid" avec le V6 à essence de 3,5 litres revendiquant une chute de la consommation de 25 %, et le second appelé "Bluetec hybrid". L’originalité de ce dernier repose sur le moteur thermique, un Diesel pour une fois. Associée à l’électrique, la puissance atteint 243 ch et le couple à 575 Nm et la consommation en cycle mixte ne dépasse pas 7,7 l/100, soit une baisse de 20 %.

Fort de ces réussites techniques mais également commerciales (500 000 Prius ont été écoulées dans le monde), les constructeurs se tournent aujourd’hui vers le diesel et il faut bien reconnaître que le Diesel hybride est en effet une perspective intéressante. Reste toutefois à résoudre l’agrément lors des coupures et des redémarrages, forcément plus brutaux que pour les moteurs à essence. En outre, le coût de l’hybridation se rajoute à celui du moteur Diesel et de son injection sophistiquée, plus élevé qu’un moteur à essence. PSA a dévoilé fin janvier 2006 à la presse automobile des prototypes roulants (Peugeot 307 et Citroën C4), mais leur commercialisation n’est pas envisagée avant 2010.

Ces deux démonstrateurs technologiques (307 et C4 Hybride HDi) sont pourvus d’une chaîne de traction hybride diesel-électrique qui contrairement à nos craintes ne provoque pas de perte d’agrément, même en usage urbain. La consommation moyenne de ces voitures se situe à 3,4 l de gazole aux 100 km et les émissions de CO2 sont de 90 grammes par km du « réservoir à la roue ». Ces chiffres constituent un record pour des véhicules du segment des voitures moyennes. Le gain obtenu en comparaison d’un véhicule similaire équipé d’une chaîne de traction hybride essence est de 1 litre aux 100 km sur cycle mixte, soit près de 25 %.

La technologie Hybride HDi associe au moteur diesel HDi 1,6 l doté d’un système Filtre à Particules (FAP), un système Stop & Start (STT) de dernière génération et y ajoute un moteur électrique, un onduleur, des batteries haute tension et une électronique de contrôle dédiée. La transmission est assurée par une boîte manuelle pilotée. L’adjonction du système STT permet notamment aux véhicules Hybrides HDi, même en cas de décharge totale du pack de batteries haute tension, de démarrer et de rouler en mode thermique seul, contrairement à d’autres systèmes hybrides où un tel cas de figure entraîne une immobilisation totale du véhicule.

Nous avons eu la possibilité de faire quelques tours avec la 307 hybride HDi. Quelques pistes se dégagent. Comme sur la Toyota Prius, la mise en route et la circulation à faible allure se font dans le plus grand silence. Arrivé à une certaine vitesse, le moteur diesel se met en marche. Le changement de statut est assez marquant car le démarrage d’un moteur diesel est toujours plus bruyante que celle d’un essence. Le passage de l’électricité au gazole s’accompagne également de quelques à-coups peu agréables qui sont dus également selon nous à la boîte de vitesses qui n’est pas exempte de défauts. Pour le reste, difficile de faire la différence en usage rapide avec un moteur HDi traditionnel. La principale nuance tient dans le fait qu’à partir du moment où la vitesse ralentit, le mode électrique reprend le dessus. Ceux qui auront déjà eu entre les mains une Toyota Prius ne seront pas dépaysés par son comportement global.

L’électricité : une formule déconnectée ?

Carburants-6.jpg

Loin d’être une énergie novatrice, l’électricité a déjà été exploitée par bon nombre de constructeurs dont notamment Renault qui avait plusieurs modèles spécifiques dont le Kangoo (Elect’road) et le Scénic. Aujourd’hui, même si ce n’est plus le cas, cette piste reste toutefois d’actualité puisque certaines sociétés privées tentent de continuer à croire à cette énergie. Cleanova fait partie d’entre-elles avec un des rares systèmes à être expérimentés aujourd’hui par l’intermédiaire de certaines sociétés comme La Poste, EDF ou certaines communes tels que St Etienne.

Fonctionnant grâce à des batteries lithium-ion fabriquées par Saft qui sont dissimulées dans le soubassement du Kangoo, la solution proposée par Cleanova semble être l’une des plus viables en étant le prolongement des modèles existants déjà dont notamment l’Elect’road. Le principal point fort du Kangoo à savoir sa capacité de chargement est préservé avec un volume oscillant entre 650 à 2800 l selon les configurations. En contre partie, le poids est nettement plus important en raison des batteries.

Le système « Cleanova » offre une autonomie confortable de 200 km en ville dans sa version tout électrique, jusqu’à 400 à 500 km dans sa configuration hybride rechargeable » (intégrant un groupe électrogène), ce qui permet d’assurer la plupart des trajets quotidiens des automobilistes circulant en milieu urbain ou périurbain. Si cela peut sembler intéressant au premier abord et sur le plan technique, à l’usage, il faut bien reconnaître que le plaisir est plutôt aux abonnés absents en raison notamment d’accélérations très linéaires pour ne pas dire atones. Très silencieux, il peut sembler très bien étudié pour un usage urbain mais moins adapté pour une utilisation routière ou autoroutière. Le rechargement s’effectue par l’intermédiaire d’une simple prise de courant, ce qui facilite cette manœuvre. A noter aussi un coût de fonctionnement nettement moins onéreux que pour les véhicules thermiques puisque Cleanova annonce le plein d’électricité pour un tarif inférieur à 1 euro pour 100 kilomètres.

Carburants-7.jpg

Même si cette technologie n’a connu qu’un engouement très limité, des progrès ont fait déjà leur apparition comme par exemple une nouvelle génération de batteries. Après les batteries nickel-cadmium, les lithium-ion, place maintenant au lithium-polymère.

Ces batteries ont l’avantage d’être plus légères, plus petites, de moins chauffer tout en possédant une plus grande puissance et en ayant besoin d’un temps de charge inférieur. Sans entretien, elles permettent également d’avoir une autonomie plus importante. Testé sur le dernier véhicule mis au point par Courrèges (le créateur de mode !), ce véhicule nous a bluffé par ses accélérations impressionnantes et sa vitesse de pointe de 180 km/h. Courrèges annonce une autonomie de 450 km/h mais on peut se demander à quelle vitesse a été obtenue ce chiffre. Pour le reste, ce prototype nous a réconciliée avec l’électricité car les sensations ressenties sont dignes des véhicules thermiques mais reste à savoir maintenant la faisabilité de ce projet.

L’hydrogène, la solution ultime ?

Carburants-8.jpg

Voici à l’heure actuelle LA meilleure solution aux yeux de la plupart des experts. Pour arriver à utiliser l’hydrogène comme carburant, il faut toutefois passer par de nombreuses étapes. Sans rentrer dans trop de détails qui pourraient rappeler à certains de douloureux cours de physique-chimie, disons juste que cela reste possible grâce à la pile à combustible qui permet de transformer l’hydrogène en électricité. Pas de tour de magie mais une simple réaction chimique qui est le procédé inverse de l’électrolyse c’est à dire que l’on ne produit pas de l’hydrogène et de l’oxygène en soumettant de l’eau à un courant électrique mais plutôt qu’on fabrique de l’électricité en mélangeant de l’hydrogène à de l’oxygène. Résultat, la pile à combustible ne rejette que de l’eau.

Séduisant sur le papier mais il reste toutefois beaucoup d’interrogations. La première concerne la capacité de stockage. Matière très inflammable et donc très explosive, l’hydrogène est stocké dans un réservoir mais on peut se demander ce qui arriverait en cas d’accident. Rappelez-vous la psychose née des premiers accidents dus à des véhicules GPL. Quand serait-il des stations-services ?

L’autre problème réside dans l’encombrement de la pile. En comparaison avec les premières générations, leur taille a singulièrement diminué comme par exemple celle du Nissan X-Trail FCV qui a été réduite de 60% par rapport aux premiers modèles. Aujourd’hui, les piles à combustible sont devenues suffisamment compactes pour être logée dans les soubassements des voitures. Finie l’époque où elles grevaient l’habitabilité de la voiture.

Le dernier souci mais non des moindres est son coût. Même si l’hydrogène est une technologie très prometteuse, il n’en reste pas moins qu’elle demeure très coûteuse que ce soit au niveau du carburant, la constitution d’un réseau de distribution et même des véhicules. A titre d’exemple, le Nissan X-Trail FCV que nous avons essayé est estimé à un million de dollars. On est très loin de la voiture démocratique et il semble utopique de penser voir des voitures circuler massivement à l’hydrogène avant les années 2020.

Notre premier galop d’essai au volant d’un véhicule a donc été effectué au volant du Nissan X-Trail FCV 2e génération. Elaboré sur la place d’un Nissan X-Trail « version japonaise », ce modèle se démarque de son prédécesseur par son nouveau moteur de 90 kW soit une progression de 40% par rapport au modèle 2003. Les performances progressent pour atteindre 150 km/h. L’autonomie devient intéressante puisqu’elle oscille entre 350 et 500 km suivant la contenance du réservoir. La découverte de ce véhicule nous a laissé songeur pour l’avenir car ce Nissan fonctionne comme un modèle essai, le bruit en moins. Quel que soit le régime, le X-Trail n’émet pas le moindre bruit. Déroutant au premier abord, on prend plaisir ensuite à écouter les oiseaux chanter mais attention aux piétons qui ne vous entendront pas arriver. On est proche ici du véhicule électrique mais le reste est totalement différent avec des accélérations convaincantes et une autonomie très correcte.

Pour recharger le FCV, il suffit d’aller à la station service qui était représentée à l’occasion du challenge Bibendum par une immense citerne de la société Air Liquide. Si le principe est aussi proche d’un plein de GPL, il est toutefois nécessaire de brancher un câble afin de décharger l’électricité statique au risque de provoquer une explosion ! Dans l’habitacle, mis à part le volant à droite qui surprend toujours, rien ne change puisque l’habitabilité et le volume de chargement sont préservés. La seule caractéristique est l’implantation d’un écran de contrôle au tableau de bord et d’un affichage atypique avec un curseur Power qui permet au conducteur de contrôler la puissance à sa disposition. Bref, un essai trop court mais concluant.

L’Ethanol, première alternative

Carburants-10.jpg

Carburant complètement oublié en France, l’Ethanol fait actuellement les beaux jours des pays sud américains tels que le Brésil, premier producteur mondial. Depuis les années 1970, plusieurs millions de véhicules roulent avec ce biocarburant conçu grâce à la canne à sucre : il faut dire que le Brésil est un grand producteur de cette plante tropicale ! Environ un tiers des véhicules vendus aujourd’hui dans ce pays sont alimentés par le bioéthanol. Les Etats-Unis arrivent en deuxième position : ils extraient le bioéthanol à partir d’avoine. L’Europe produit peu de bioéthanol par rapport au Brésil et aux Etats-Unis, et ce sont plutôt le blé et les betteraves qui sont employés.

L’Ethanol aussi appelé E85 est une technologie relativement accessible et déjà disponible, permettant de réduire considérablement les émissions de CO2. Le principal atout de ce carburant est sa très simple utilisation car presque aucune modification n’est nécessaire pour en profiter puisque les véhicules prévus à cet effet peuvent fonctionner avec un mélange composé de 85 % d'éthanol d'origine agricole et 15 % d’essence, mais aussi par de l’essence SP95 ou par une combinaison des deux. En France, Ford apparaît comme l’un des pionniers dans ce domaine puisque la marque commercialise d’ores et déjà deux véhicules fonctionnant à cette énergie : la Focus et le Focus C-Max. D’autres constructeurs réfléchissent à la possibilité de vendre de tels modèles chez nous, comme Renault avec sa Clio Hi-Flex ou de Saab avec la 9-5 BioPower.

Au-delà de l’intérêt écologique, l’Ethanol a également le grand avantage d’être moins cher que le SP95. Vu les prix du baril de brut, voilà une bonne nouvelle pour les automobilistes. Il faudra toutefois attendre pour trouver de l’E85 dans les pompes car la distribution reste embryonnaire. L’autre bonne nouvelle concerne les prix puisque ceux-ci sont loin d’être élitistes. Pour une Ford Focus 1.8 BioFlex 125 ch, vous devrez débourser une somme comprise entre 18 600 et 19 800 € suivant la finition et entre 21 250 et 22 600 € pour un Ford Focus C-Max.

Aucun changement à signaler car la Focus BioFlex se conduit comme n’importe quelle voiture thermique. Pas besoin d’une période d’adaptation.

Conclusion : Des solutions mais pas de miracle

Comme on le constate, il reste encore beaucoup de chemin à parcourir en matière de nouveaux moteurs sobres et de carburants alternatifs. Dans l’attente d’un règlement économique et pratique, les automobilistes sont condamnés à souffrir à et à voir leur budget automobile croître au fur et à mesure des aléas géopolitiques qui feront flamber les cours du brut. Dans quelques années, quand le moment sera venu et le monde plus enclin à plus d’écologie, l’essentiel sera de trouver des solutions écologiques optimisées pour le marché qui soient économiquement attrayantes, ou pour le moins supportables, pour le client. On n’en est pas encore là…