Propulsions alternatives : concepts pour l’avenir

Quiconque achète une voiture de nos jours n’a pas seulement l’embarras du choix en matière de puissance du moteur, de marque, de modèle ou de couleur, mais aussi parmi diverses formes de propulsion, contribuant ainsi à la protection de l’environnement. Les différentes technologies de propulsion, qui n’ont plus grand-chose à voir avec les moteurs à combustion classiques, offrent une véritable alternative aux véhicules diesel ou à essence.

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Le secteur automobile compte parmi les plus innovants en matière de mesures de protection de l’environnement. Il investit chaque année des milliers de francs dans les technologies écologiques. Ainsi, la pollution atmosphérique et l’émission de substances toxiques ont considérablement diminué depuis le milieu des années 1980. Toutefois, les automobilistes peuvent aussi, par rapport à leurs idées personnelles, apporter leur contribution dans ce sens, par exemple en choisissant un véhicule plus économe et éco-efficient lors de leur prochain achat. Les collaborateurs des garages de l’UPSA sont des conseillers compétents. Les clients ont l’embarras du choix parmi les formes de propulsion présentées ci-après.


Moteur à combustion

La technologie est éprouvée, le potentiel d’optimisation en termes de rendement est là et les infrastructures de ravitaillement sont disponibles dans tout le pays. La législation sur les émissions impose des systèmes de post-traitement de plus en plus complexes, fastidieux en termes de développement et onéreux pour les clients. Actuellement, le moteur diesel fait l’objet de nombreuses critiques. À tort, car grâce au filtre à particules et à la technologie SCR, les moteurs diesel sont propres et consomment toujours moins de carburant et émettent moins de CO2 que les moteurs à essence. Les combustibles fossiles étant limités, le recours à des carburants synthétiques issus de sources renouvelables est possible et l’infrastructure de ravitaillement existante est réutilisable. À moyen terme, le moteur à combustion reste la technique de propulsion dominante. La consommation et les émissions sont constamment optimisées.


Moteur au gaz naturel/au GNC

Il s’agit, en réalité, du choix idéal pour réduire sensiblement les émissions de CO2 et de poussières fines avec un moteur à essence. Grâce à un rapport carbone-hydrogène favorable (CH4), le moteur à combustion de gaz naturel émet environ 25 % de CO2 de moins qu’un moteur à essence comparable. En Suisse, la part du biogaz fabriqué à partir de biodéchets renouvelables est par ailleurs de l’ordre de 20 %. En dépit d’un grand choix de véhicules et d’une technologie similaire à l’essence ou au diesel en termes de ravitaillement, la part des ventes reste modeste. Grâce au fonctionnement bivalent avec l’essence, l’autonomie et l’approvisionnement ne posent aucun problème.


Motorisation hybride

Plusieurs constructeurs misent aujourd’hui sur la propulsion hybride : faire fonctionner le moteur à combustion au point de charge optimal, utiliser le moteur électrique pour l’accélération et la récupération et, grâce à une batterie de taille raisonnable, ne tolérer qu’une faible masse supplémentaire. Cependant, la conduite d’un hybride sur autoroute est peu judicieuse. Elle s’avère en revanche très performante en ville et, selon le concept hybride, permet même de parcourir de courtes distances avec une transmission purement électrique. Une transmission intégrale sans arbre à cardan de l’essieu avant à l’essieu arrière est par ailleurs possible. La production en série de nombreux développements est imminente. La technologie 48 volts en particulier contribue à la diffusion plus large de la motorisation hybride, même dans les petits véhicules d’entrée de gamme.


Hybride rechargeable

Grâce au bloc batterie à capacité de stockage accrue et possibilité de recharge par l’extérieur, la motorisation rechargeable offre une autonomie électrique supérieure sans devoir renoncer au moteur à combustion. Proposée sous forme de prolongateur d’autonomie (range extender), entraînant directement un générateur en tant que moteur à combustion et alimentant le véhicule électrique et la batterie en énergie électrique, ou de motorisation hybride traditionnelle, cette transmission permet une conduite locale sans émissions et sur de longues distances. Grâce à l’optimisation de la commande de propulsion, l’hybride rechargeable offre encore beaucoup de potentiel et de plaisir de conduite. Les blocs batteries volumineux augmentent toutefois le coût du véhicule et entraînent une usure plus importante des pneus et des freins.


Motorisation électrique par batterie (VEB)

Seules des batteries extrêmement lourdes et très volumineuses permettent à l’actuelle technologie de batterie de garantir, même en hiver, une autonomie suffisante pour motiver les clients à acheter un véhicule purement électrique. Ces véhicules sont encore coûteux, l’approvisionnement en matières premières est délicat d’un point de vue géopolitique, et il manque une infrastructure de ravitaillement à l’échelle nationale. De même, ni les politiciens ni les ingénieurs ne peuvent actuellement dire d’où doit provenir l’électricité sans CO2 issue de la production renouvelable. La motorisation électrique par batterie n’est pertinente que pour les courts trajets avec des petits véhicules légers.


Motorisation à pile à combustible

Fabriquer de l’hydrogène (H) à partir de l’électrolyse de l’eau (H2O), puis le faire réagir avec l’eau dans une pile à combustible tout en créant de l’énergie électrique pour la propulsion d’un véhicule : du point de vue technique, le concept est de prime abord séduisant. L’électrolyse a besoin de beaucoup d’énergie électrique, mais son rendement pourrait dépasser 80 % d’ici 2050. Autres difficultés : le besoin élevé en énergie électrique, qui doit provenir de sources d’énergie renouvelables, comme pour les VEB. En raison de sa réactivité, le carburant n’est pas sans danger et les piles à combustible peinent à atteindre un rendement acceptable par faibles températures extérieures. De surcroît, les possibilités de ravitaillement sont limitées et il manque l’infrastructure. Il s’agit encore d’une technologie de niche, mais elle mérite d’être approfondie.
 


Informations complémentaires

Website e’mobile

Étude: Créer le contact. Mobilité électrique et infrastructure [PDF]

AUTOINSIDE 01/2014 – Interview avec Dr. Philipp Dietrich

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