Synthèse: Rouler sans pétrole, les véhicules de demain

Les transports et nouveaux transports: énergies, pollution, innovations moteur, concept car, véhicules hybrides, prototypes, dépollution, normes antipollution, taxe. Modes de transport non individuels: transports en commun, organisation, carsharing ou covoiturage. Les transports sans ou avec moins de pétrole.
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Christophe
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Synthèse: Rouler sans pétrole, les véhicules de demain

Messagepar Christophe » 29/06/07, 18:18

Reçu par email et très intéressant (mais un peu long désolé):

Bonjour à tous

Le 10 juin dernier, j’ai donné une conférence intitulée Rouler sans pétrole. Je vous transmet aujourd’hui quelques diapositives numériques que j’ai présentées alors, pour le bénéfice de tous. Vous retrouverez toutes ces données et bien plus dans le livre que j’écris présentement.

Tout d’abord, après avoir étudié les différentes options, j’arrive à la conclusion que les véhicules du futur seront des véhicules électriques hybrides branchables. Un excellent compromis est qu’ils parcourent, en moyenne sur tout le parc de véhicules, 70% des kilomètres en mode électrique et 30% des kilomètres en utilisant du biocarburant. La motorisation sera uniquement électrique et le moteur thermique sera connecté à une génératrice à bord, afin de recharger les batteries en cours de route. C’est ce qu’on appelle un véhicule hybride série.

En fait je considère que les voitures et camions légers pourront parcourir 80% de leur kilométrage en mode électrique, ce qui nécessite une batterie capable de donner une autonomie, en mode électrique pur, de 100 km par recharge quotidienne. Pour les camions moyens et lourds, j’assume qu’ils pourront parcourir 40% de leur kilométrage en mode électrique. La moyenne pour le parc complet de véhicules donnant 70% des kilométrages en mode électrique.

Pour évaluer les impacts d’un tel scénario, il faut d’abord évaluer la consommation électrique moyenne du parc de véhicules électriques hybrides branchables, lorsqu’ils fonctionnent uniquement sur leurs batteries. Pour ce faire, il faut d’abord établir le pourcentage des différents véhicules et leur consommation respective d’électricité aux 100 km. La première diapo ci-dessous montre le résultat de mon évaluation. Je me suis basé sur les statistiques des ministères des transports de la France et des États-Unis. J’assume que dans un contexte de rareté de l’énergie et de coûts élevés des carburants que la population va opter pour des véhicules plus adaptés au besoin, d’où le 25% de petites voitures citadines. Pour ce qui est de la consommation de chaque catégorie de véhicules, je me suis basé sur la consommation électrique de différents véhicules existants.

Le résultat en bout de ligne est une consommation électrique de 20 kWh/100km en moyenne pour tout le parc, lorsque les véhicules fonctionnent uniquement sur l’électricité emmagasinée dans leurs batteries.

Par ailleurs, pour tous les graphiques de ce courriel, je n’ai pas tenu compte que les gens prenaient davantage les transports en commun, le vélo ou pratiquaient plus de covoiturage. C’est «business as usual» au niveau des habitudes de transports. Ces chiffres sont donc conservateurs.

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Dans la deuxième diapositive, j’ai multiplié 70% des kilomètres effectués par tous les véhicules de différents pays par 20 kWh/100km, pour obtenir la consommation électrique du parc de véhicules routiers, et je l’ai comparée à la consommation électrique par habitant dans ces différents pays. Comme on peut le constater, compte tenu de la grande production d’électricité du Québec, on n’aurait besoin que de 5,4% de notre consommation électrique actuelle pour suffire à la demande! N’oublions pas qu’une transition vers des véhicules électriques hybrides branchables s’échelonnerait sur 15 à 20 ans et qu’une augmentation de la production électrique de 5,4% sur une telle période ne présente aucun problème. En fait, on pourrait récupérer environ 10% d’électricité consommée au Québec si on installait des pompes à chaleur géothermiques pour remplacer 60% du chauffage, on n’aurait pas besoin de construire de nouveaux barrages.

Comme on le voit dans le graphique, les Californiens sont ceux pour lesquels une transition à la mobilité principalement électrique (70%) représente le plus grand défi. En ce qui les concerne, l’énergie solaire abondante dont ils disposent pourrait jouer un rôle important, surtout qu’elle est déjà compétitive en Californie, où les tarifs d’électricité sont plus élevés. Par ailleurs, plusieurs études ont déjà démontré qu’on pourrait récupérer jusqu’à 20% de l’électricité aux États-Unis par des mesures d’économie d’énergie, et ce à un coût moindre que de construire de nouvelles centrales.

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En savoir plus sur l'auteur P.Langlois:

http://www.econologie.com/forums/pierre-lan ... t6554.html
http://www.econologie.com/forums/voiture-el ... t7716.html
http://www.econologie.com/rouler-sans-p ... -4160.html
http://www.econologie.com/forums/transport- ... t8306.html
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Messagepar Christophe » 29/06/07, 18:20

Regardons maintenant quelles sont les réductions des gaz à effet de serre qu’on obtient dans différente régions lorsque les véhicules fonctionnent en mode électrique.

Pour effectuer ce calcul, il faut savoir qu’à chaque litre d’essence consommé, on émet 2,35 kg de CO2 dans l’atmosphère, et qu’à chaque litre de diesel consommé on émet 2,68 kg de CO2. Ça correspond, pour le parc de véhicules européen (plus de diesel) à environ 2,5 kg CO2/litre de carburant, et à 2,4 kg CO2/litre de carburant pour le parc de véhicules nord-américain.

Il suffit alors, pour obtenir le nombre de grammes de CO2 / km de connaître le nombre total de litres de carburants consommés dans un pays/état/province ainsi que le nombre total de kilomètres parcourus par tous les véhicules. Ces statistiques sont données par les ministères des transports des différents gouvernements. Dans le graphique ci-dessous, le nombre de grammes de CO2/km des véhicules conventionnels (en 2004) est en brun. Je vous fais remarquer qu’il s’agit d’une moyenne sur tous les véhicules, incluant les camions et les autobus.

Pour obtenir la quantité de CO2 émis par des véhicules fonctionnant à l’électricité, il suffit de connaître de nombre de grammes de CO2 émis par kWh par les centrales des différents pays/états/provinces (en 2004):

- France = 90 gCO2/kWh

- Canada = 220 gCO2/kWh

- États-Unis = 656 gCO2/kWh

- Québec = 20 gCO2/kWh

- Californie = 311 gCO2/kWh

Connaissant ces valeurs, il suffit de les multiplier par 0,2 kWh/km, qui correspond à la consommation électrique moyenne du parc de véhicule décrit dans le tableau plus haut (20 kWh/100km). On obtient alors les barres vertes dans le graphique ci-dessous, au dessus desquelles j’ai indiqué la diminution encourue dans l’émission des gaz à effet de serre, lorsque les véhicules circulent en mode électrique.

Comme on peut le constater, le Québec est particulièrement choyé puisqu’il verrait ses émissions diminuer d’un facteur 73! Même les États-Uniens, qui produisent 70% de leur électricité avec des carburants fossiles (50% charbon, 20% gaz naturel), verraient une diminution d’un facteur 2,7!

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En plus des gains au niveau des émissions de CO2, il y aurait évidemment des gains au niveau des émissions polluantes, comme les gaz organiques volatiles (cancérigènes), le monoxyde de carbone (néfaste pour les cardiaques et ceux qui souffrent de maladies respiratoires), les oxydes d’azote (à l’origine du smog), les oxydes de soufre (responsables des pluies acides), et les particules de suie (dommageable pour le système respiratoire). J’ai porté en graphique les facteurs de réduction de ces divers polluants pour la Californie, dont vous pouvez voir la composition du parc énergétique en 2004 dans l’autre graphique qui suit.

Imaginez les gains pour la santé des gens!

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Messagepar Christophe » 29/06/07, 18:25

Maintenant que nous avons couvert le 70% du kilométrage fait en mode électrique, regardons ce qu’implique le 30% restant qui se ferait avec des biocarburants.

La première chose qu’il est important de noter c’est que des véhicules électriques hybrides branchables avancés, comme ceux que nous considérons ici, consommeront environ 5 fois moins de carburant lorsqu’ils fonctionneront dans leur mode carburant (sans recharger les batteries sur le secteur). Ces véhicules consommeront donc en moyenne 6% du carburant consommé actuellement. Il n’y aura donc aucun problème à n’utiliser que du biocarburant et FINI LE PÉTROLE!!!!

De plus, avec des biocarburants de deuxième génération, pas l’éthanol fait avec les grains de maïs, l’impact sur les gaz à effet de serre sera très faible, en raison du cycle du carbone des plantes utilisées pour la fabrication des biocarburants.

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La diminution d’un facteur 5 dans la consommation de carburant, en mode carburant, relève de plusieurs facteurs. Premièrement, les véhicules électriques hybrides série à moteur-roue consomment moins de la moitié du carburant, comme l’ont démontré plusieurs véhicules prototypes récemment (voir la diapo ci-dessous). Plusieurs prototypes de voitures à moteurs-roues vont bientôt confirmer davantage cet état de fait.

La deuxième série de facteurs de réduction de la consommation est l’amélioration prévisible des moteurs thermiques. Trois approches méritent d’être mentionnées à cet égard. La première approche consiste à vaporiser le carburant avant de l’injecter dans les cylindres du moteur et d’y mélanger un peu d’hydrogène produit à bord du véhicule, ou de vapeur d’eau surchauffée par les gaz d’échappement (procédé Pantone et Pantone-G). Comme nous l’avons vu dans plusieurs courriels antérieurs, cette approche permet aux moteurs diesel de consommer 50% moins de carburant. Une autre percée technologique récente est la mise au point de revêtements de carbone non-cristallin alliés au glycerol comme lubrifiant, ce qui permet de réduire la friction d’un facteur 10 par rapport aux techniques conventionnelles de lubrification (un très bon article, intitulé «Moteurs, Adieu les frottements!» et signé de Xavier Müller, vient de paraître sur ce sujet dans le numéro de mai 2007 de Science & Vie). De cette réduction de friction on peut s’attendre à une réduction de 10% dans la consommation de carburant. Enfin, la troisième approche qui a le potentiel de réduire également de façon significative la consommation de carburant c’est l’utilisation des nouveaux moteurs rotatifs, comme la Quasiturbine, qui comportent dix fois moins de pièces qu’un moteur conventionnel, et n’ont pas besoin de soupapes.

En combinant seulement trois des quatre facteurs dont nous avons discuté, on arrive à une diminution d’un facteur 5!

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Enfin, pour compléter ce survol des voitures du futur, il faut insister sur le fait que les voitures à pile à combustible (PAC), dont on fait le plein d’hydrogène, n’ont pas leur place!

La démonstration est évidente et plusieurs scientifiques le dénoncent de plus en plus. On est en droit de se poser de sérieuses questions sur le lobby hydrogène actuel...

Bien entendu, les voitures à PAC n’émettent que de la vapeur d’eau au lieu d’utilisation. Le problème est au niveau de la fabrication d’hydrogène. On ne veut évidemment pas produire l’hydrogène à partir de carburants fossiles. On est donc conduit à utiliser l’électrolyse de l’eau, idéalement à partir d’électricité renouvelable. Mais, comme on peut le constater dans la diapositive ci dessous, en procédant de la sorte et en utilisant des piles à combustible on aboutit avec 27% environ de l’électricité, utilisée pour fabriquer l’hydrogène, qui arrive aux moteurs. Il s’agit simplement de multiplier les efficacités de l’électrolyse (0,75), de la compression dans le réservoir (0,9) et de la pile à combustible (0,4) pour obtenir ce résultat (0,75 x 0,9 x 0,4 = 0,27 ). Par contre, si on stocke l’énergie sous forme d’électricité dans des batteries (au lieu de l’hydrogène dans un réservoir) on voit que 85% de l’électricité arrive aux moteurs.

Une voiture électrique hybride branchable, fonctionnant sur l’électricité de sa batterie, utilise donc TROIS FOIS MOINS D’ÉLECTRICITÉ qu’une voiture à pile à combustible, pour le même kilométrage. Par ailleurs, l’hydrogène coûte de 5 à 10 fois plus cher que l’électricité et il est beaucoup plus dangereux à transporter et manipuler!


Alors, dites-moi, dans ces conditions pourquoi un être intelligent voudrait utiliser des piles à combustible à l’hydrogène et devoir construire trois fois plus de centrales électriques, payer au moins 5 fois plus cher son carburant et courir tous les risques d’installer un réseau de distribution de l’hydrogène? Certains pourront argumenter qu’il suffit d’utiliser un carburant liquide avec un reformeur à bord du véhicule. À ceux-là je répond, pourquoi ne pas utiliser un moteur thermique avec du biocarburant, ce qui coûte beaucoup moins cher et est plus sensé, compte tenu de la petite quantité dont on aura besoin.

NON, IL N’Y A RÉELLEMENT PAS DE PLACE POUR LES PILES À COMBUSTIBLE DANS LES VÉHICULES DU PROCHAIN QUART DE SIÈCLE, CAR LORSQU’ON EST DANS UNE PÉRIODE DE RESTRICTION AU NIVEAU DE L’ÉNERGIE, CE N’EST PAS EN LA GASPILLANT QU’ON RÈGLE NOTRE PROBLÈME!

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En terminant, récapitulons les principaux avantages de la MOBILITÉ ÉLECTRIQUE-BIOCARBURANT.

- On se met à l’abri de la déplétion du pétrole et de son prix qui s’emballe

- on diminue de façon très importante les gaz à effet de serre, ce qui diminue les risques reliés aux changements climatiques.

- on diminue de façon très importante les émissions polluantes, ce qui diminue de beaucoup nos frais de santé.

- on revitalise notre économie en cessant notre importation de pétrole pour les transports routiers (5 milliards de dollars par année pour le Québec)

- on diminue de beaucoup le bruit dans nos villes

Quattendons-nous?

Cordialement

Pierre Langlois, Ph.D.
physicien: consultant / auteur

www.planglois-pca.com
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Messagepar elephant » 29/06/07, 19:10

Il y a un détail que je n'ai pas très bien compris sur le camembert de la production électrique californienne:

11 % de renouvelable
17 % d'hydroélectrique

l'électricité hydroélectrique ne serait-elle pas renouvelable ?
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Messagepar Christophe » 29/06/07, 19:12

Ben apparement non pas dans son classement...

Moi ce qui m'étonne c'est tout simplement les 11% (c'est énorme) mais bon la Californie est un cas à part aux USA.
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Messagepar citro » 01/07/07, 22:50

:arrow: Oui, la Californie est un cas à part, sa situation est plutôt privilégiée pour les énergies renouvelables.
- Le solaire, photovoltaîque ou thermique, on y trouve aussi du solaire thermique pour produire de l'electricité via des moteurs stirling.
- L'éolien du fait de la proximité de la mer et des reliefs naturels.
- La géothermie du fait de sa situation géologique (la faille de San Andréas).
L'utilisation de la mer représente également un gisement non négligeable.
Enfin, le plus grand gisement à court terme est, comme ailleurs, la réduction des gaspillages...

Merci à christophe pour la mise en ligne de ce post :arrowu: notament les articles sur les protos hybrides série. Il en existe beaucoup plus que cela, mais aucun média ne les a recensés de façon exhaustive.

C'est selon mon point de vue, LA solution logique à court terme...
Cependant, je tiens à modérer le point de vue de l'auteur.
La situation agricole de la france et de la planète est très préoccupante.
Le remplacement du pétrole ne pourra être opéré par de l'huile végétale 100% Nationale. La production mondiale chute pour cause de réchauffement climatique, le stock de céréale à chuté de 6mois à 3 mois, les cours s'envolent... Et le "biocarburant" d'importation sera aussi cher que le pétrole....
Je vous laisse méditer le sujet...
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Messagepar Christophe » 01/07/07, 23:29

citro a écrit :Le remplacement du pétrole ne pourra être opéré par de l'huile végétale 100% Nationale. La production mondiale chute pour cause de réchauffement climatique, le stock de céréale à chuté de 6mois à 3 mois, les cours s'envolent... Et le "biocarburant" d'importation sera aussi cher que le pétrole....
Je vous laisse méditer le sujet...


Tout ceci c'est simplement de la pure spéculation car pour le moment les choix des biocarburants sont ceux des hommes d'affaires, pétroliers, goldenboys et cie...

Si on developpait les algues biocarburant la donne serait surement différente (ca se mange pas les algues...ou très rarement)...

Ce n'est peut être pas pour rien que bush a voulu développer l'ethanol...il était très au courant des conséquences sur les prix...

http://www.econologie.com/biocarburant- ... -3388.html
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Messagepar Bucheron » 04/07/07, 23:11

Pierre Langlois a écrit :[...]Tout d’abord, après avoir étudié les différentes options, j’arrive à la conclusion que les véhicules du futur seront des véhicules électriques hybrides branchables. Un excellent compromis est qu’ils parcourent, en moyenne sur tout le parc de véhicules, 70% des kilomètres en mode électrique et 30% des kilomètres en utilisant du biocarburant. La motorisation sera uniquement électrique et le moteur thermique sera connecté à une génératrice à bord, afin de recharger les batteries en cours de route. C’est ce qu’on appelle un véhicule hybride série. [...]/quote]
Amusant ! :P C'est exactement l'idée que je défends aussi ! :mrgreen:

Ben dis-donc Christophe, tu n'es plus fâché avec les hybrides ? :wink:



citro a écrit :[...]La situation agricole de la france et de la planète est très préoccupante.
Le remplacement du pétrole ne pourra être opéré par de l'huile végétale 100% Nationale. La production mondiale chute pour cause de réchauffement climatique, le stock de céréale à chuté de 6mois à 3 mois, les cours s'envolent... Et le "biocarburant" d'importation sera aussi cher que le pétrole....
Je vous laisse méditer le sujet...
En fait, il faut plus raisonner en termes de "carburant issu de la biomasse" qu'en terme d'agro-carburant direct pour éviter les effets pervers de ceci (défrichement et remplacement de forêts par des monocultures, concurrence d'utilisation des graines avec la nutrition, excès de l'agriculture intensive, etc...)
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Êtes-vous un troll ?

"Je suis une grosse brute, mais je me trompe rarement..."

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Messagepar Christophe » 04/07/07, 23:35

Bucheron a écrit :Ben dis-donc Christophe, tu n'es plus fâché avec les hybrides ? :wink:


Pfff t'as rien compris!

Je n'ai jamais été faché avec les biohybrides...seulement avec les pétrohybrides :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:
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Messagepar Bucheron » 04/07/07, 23:58

Waaaaah, alors lui ! :lol: :lol: :lol:
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