Quel moteur pour un vehicule moins polluant?

Un moteur permet de transformer une énergie non-mécanique (électricite, chaleur ...) en énergie mécanique.

Ce dossier nous permettra de comparer les différents types de moteurs en termes de rendement, avantages et inconvénients. Il permettra enfin de choisir le système de plus efficace et le moins énergivore .

1- Rendement

Commencons par le moteur que nous utilisons le plus :

Nos muscles ont un rendement assez faible :

- entre 20 et 25 % de l'énergie chimique est transformée en énergie mécanique pour les sportifs de très haut niveau ;
- le reste, soit entre 80 et 75 %, est perdu sous forme de chaleur.

Le moteur thermique (à combustion interne) a un rendement légèrement supérieur :

- au maximum à régime constant vous obtiendrez 30 à 35 % de rendement. Mais en règle général, le moteur étant sollicité à tous les régimes la moyenne se situe plus vers 20 à 25 % .

- l'energie est perdue sous forme de chaleur.

Pour résumé, pour 1litre d'essence seul 30cl va vraiment servir à vous faire avancer le reste partant en fumée ...

Le moteur stirling (à combustion externe) permet lui d'atteindre 40% de rendement. Mais l'avantage de ce système est que comme la combustion se fait en externe il est donc plus facile de la maitriser et de la rendre moins polluante, en utilisant différents types de combustibles.

Le moteur électrique est de loin le meilleur de tous avec un rendement de 95% c'est donc le moteur le plus efficace et le moins énergivore .

2- Quel moteur pour un véhicule moins polluant ?

* Moteur à hydrogène

Avantages

Utilisé avec une pile à combustible, il ne rejète que de la vapeur d'eau

La recharge peut se faire aussi rapidement qu'avec un véhicule thermique

Accélération linéaire avec un couple disponible tout le temps

Silence et agrément

Inconvénients

La production d'H2 est problématique en effet, elle se fait soit par :

- vaporeformage du gaz naturel, ceci génère beaucoup de CO2 et utilise une enérgie fossile

- electrolyse, le rendement est faible et consomme beaucoup d'électricité

- à partir de la biomasse, c'est une voie qui comporte bien des interêts mais ne fonctionne qu'à l'état expérimental

Le stockage du H2 est dangereux

L'utilisation d'H2 implique que l'on crée des stations de services spéciales avec de hautes normes de sécurités ( ce qui coûte très cher ! )

Pour en savoir plus, sur les moteurs à hydrogène

http://bobmarleyponge.free.fr/h2r.htm

http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=199

* Moteur électrique

Avantages

coût d'utilisation 5 à 6 fois moins cher qu'un vehicule thermique

zéro émission en local (pas de CO2, particules, monoxyde d'azote, monoxyde de carbone)

En france, le bilan du puit à la source est de 15 à 20g/km de CO2 contre 140 à 215g/km pour une voiture diesel.

Même avec 75% d'electricité provenant de centrales thermiques, on atteint un bilan de 120 à 140 g/km (il sera bientôt possible de récupérer le CO2 généré par ces centrales)

Accélération linéaire avec un couple disponible tout le temps

Silence et agrément

Les infrastructures de recharges sont peu couteuses, de plus l'electricité est partout

Si le parc de VE en france atteignait 10 000 000 de véhicules, cela équivaudrait à 5% de la concommation annuelle en électricité. Avec une gestion intelligente de la charge, nous n'aurions même pas besoin d'ouvrir une nouvelle centrale.

Inconvénients

Problème d'autonomie (les chercheurs travaillent déjà sur des batteries se rechargeant en 5 minutes pour 1000km d'autonomie)

Longueur du temps de recharge

* Moteur hybride

Le moteur hybride fait fonctionner ensemble un moteur thermique et un moteur électrique en utilisant les avantages des 2 solutions.

Il existe 2 types d'hybridation :

- hybride parallèle

les 2 moteurs participent à la traction du véhicule .

- hybride série

seul les moteurs électriques participent à la traction du véhicule, le moteur thermique tourne à régime constant pour recharger les batteries ayant ainsi un meilleur rendement .

Certains véhicules hybride série peuvent donc rouler jusqu'à 70km en électrique seul .

Avantages

Autonomie équivalente à un véhicule thermique

Un meilleur rendement qu'un thermique

Autonomie de 70km en électrique seul pour 0 pollution locale

Dans quelques années, le moteur thermique rechargeant les batteries pourra être remplacé par un 2eme pack batterie ou une pile à combustible ...

Inconvénients

Tout les incovénients d'un thermique classique avec une pollution moindre

Pour en savoir plus sur les moteurs hybrides

http://www.hybridsynergydrive.com/fr/technology_overview.html

http://fr.wikipedia.org/wiki/Automobile_hybride

Conclusions

Le moteur électrique apparait comme la solution idéale, mais pour avoir l'autonomie d'un véhicule thermique il va falloir encore attendre quelques années ...

La meilleure solution à l'heure actuelle semble bien être le système plug-in hybride série (chevrolet volt, opel ampera)

N'hésitez pas à intervenir par le biais des commentaires, nous ferons en sorte de faire évoluer cet article en conséquence .

Sources

Planete-energies

http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur

http://www.autobio.eu