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Se déplacer autrement

La voiture est morte, vive la voiture ! Ni Gottfried Daimler, ni Karl Benz, les inventeurs de l’automobile, n’auraient pu imaginer dans leurs rêves les plus fous l’étendue des problèmes causés par le trafic automobile pendant le siècle qui a suivi. À présent, il est clair que d’ici quelques décennies, le moteur à combustion interne devra passer le relais. L’avenir appartient à la mobilité électrique.

Une technologie qui a fait ses preuves, mais dont la fin est proche

Les carburants coûtent cher. Ce n’est pas seulement la conséquence des politiques commerciales des grandes sociétés pétrolières, mais aussi celle de la loi irréfutable de l’offre et de la demande. Aujourd’hui, le nombre de voitures sur Terre a atteint le milliard et continue à augmenter jour après jour. Rien qu’en Chine, 13 millions de voitures ont été vendues en 2012. Les experts automobiles du monde entier estiment qu’en 2050, 2,5 milliards de véhicules rouleront sur la planète ! Mais personne ne sait combien de temps vont durer les réserves de pétrole. Une chose est certaine : les énergies fossiles sont une ressource finie, les extraire devient de plus en plus complexe et coûteux, et les émissions dangereuses issues de leur combustion dans les moteurs continueront à polluer l’environnement.

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Quand le premier véhicule motorisé est apparu en 1886, les pionniers de l’automobile Gottfried Daimler et Karl Benz n’auraient pu imaginer dans leurs rêves les plus fous l’étendue des problèmes causés par le trafic automobile pendant le siècle qui a suivi. Mais une chose est certaine : d’ici quelques décennies, les moteurs à combustion interne feront partie du passé.

La vision des politiciens, des experts du trafic routier et des prévisionnistes est celle d’un véhicule à zéro émission qui pourra au minimum nous transporter sans émettre de gaz d’échappements nocifs, sans prendre en compte le mode de production de l’électricité utilisée par le véhicule. Le seul moyen d’y parvenir, c’est d’utiliser un moteur à propulsion 100 % électrique. Le moteur hybride, qui combine un moteur classique à combustion et un moteur électrique, est une bonne étape, en tant que technologie intermédiaire.

L’essence et le diesel ont de beaux jours devant eux

Fort de 120 ans de développement, le moteur classique à combustion interne, que ce soit à essence ou au diesel, a fait l’objet des recherches les plus approfondies qu’on puisse imaginer, et il a été utilisé pour de nombreuses applications. Néanmoins, les grands industriels de l’automobile pensent qu’il n’a pas encore révélé tout son potentiel. Par exemple, si l’injection de carburant a toujours existé dans les moteurs diesels, son introduction dans les moteurs à essence est relativement récente. Les turbocompresseurs, l’allumage électronique, les systèmes de gestion du moteur, les arbres à cames ajustables, et les systèmes start-stop automatiques sont une petite palette des technologies utilisées par les motoristes pour améliorer les performances du moteur alternatif à piston, comme le nomment les professionnels.

Foto3_AntriebeNéanmoins, tous les trésors d’ingéniosité technique sont incapables de résoudre le problème principal des moteurs à combustion interne : le fait que moins de 40 % de l’énergie libérée par le carburant soit convertie en énergie mécanique. Par ailleurs, de l’énergie est également perdue dans les différentes parties du groupe motopropulseur : transmission, arbre à cardan, pneus, mais aussi des éléments auxiliaires comme la pompe à eau ou l’alternateur.

Tous ces efforts ne visent pas qu’à diminuer la consommation de carburant. Depuis que le législateur a sérieusement restreint les émissions maximales de gaz d’échappement des véhicules, la quantité de CO2 dégagée est au centre des préoccupations. L’introduction des pots catalytiques à trois voies et sonde lambda, au milieu des années 80, a représenté un immense pas en avant, en conformité avec la directive EURO 1 de 1993. L’entrée en vigueur de la directive EURO 6 le 1er septembre 2014 va entrainer une diminution encore plus importante des émissions polluantes. Néanmoins, même les voitures les plus propres sont encore loin d’être « zéro émissions ».

 

En avant vers l’E-Mobilité !

Les moteurs à essence et diesel, ainsi que leurs homologues propulsés au gaz naturel, à l’éthanol ou autres biocarburants, seront encore des moyens de propulsion prédominants dans les années à venir. Cela dit, d’ici peu la propulsion électrique devrait commencer à s’imposer. L’évolution de la mobilité est en marche.

Foto4_AntriebeAujourd’hui, l’idée d’une voiture 100% électrique pour les masses relève encore un peu de l’utopie, pour des raisons variées. Tout d’abord, les véhicules qui utilisent des batteries pour stocker l’énergie sont désavantagés par un poids élevé, et leur autonomie est beaucoup trop courte par rapport aux besoins des automobilistes actuels. Des temps de charge assez longs et le manque de points de recharge électrique sont d’autres points négatifs.

Les voitures équipées de piles à combustibles pourraient surmonter ces désavantages. Les véhicules pourraient faire le plein d’hydrogène, ce qui leur donnerait une autonomie de plusieurs centaines de kilomètres, et la densité en énergie de l’hydrogène gazeux compressé jusqu’à 700 bars est si élevée que ces voitures n’auraient rien à envier aux véhicules actuels en termes de performances.

Mais les piles à combustible sont encore très chères. Ce ne sera pas toujours le cas, notamment quand elles seront produites en masse. La barrière la plus importante réside dans le fait qu’il n’existe presque aucune infrastructure dédiée à ces véhicules. Par exemple, il n’existe qu’une douzaine de stations de remplissage d’hydrogène dans toute l’Allemagne. La voiture à hydrogène est encore à l’état de projet de recherche.

Dans ce processus de développement, tant qu’il n’y aura pas d’orientation claire sur le système et la technologie à utiliser, l’industrie automobile continuera à suivre la voie du véhicule hybride. Ces voitures combinent un moteur à combustion interne et un moteur électrique. Les deux moteurs alternent leurs rôles comme unités de propulsion principale et secondaire, selon la situation de conduite.

E comme Électrique – la mobilité de demain

Les véhicules électriques ont peu en commun avec les voitures classiques d’aujourd’hui. Bien sûr, il s’agit toujours de transporter des gens et des biens d’un point A à un point B, sans avoir à dépendre d’horaires ou de trajets prédéfinis. Les voitures de demain auront des sièges, un volant et une pédale de frein comme aujourd’hui. Mais les similitudes s’arrêtent là. Le moteur, silencieux, fonctionne uniquement à l’électricité. Cela signifie notamment qu’il ne sera plus nécessaire d’avoir un capot rempli de mécanique complexe. Les moteurs électriques peuvent être montés directement sur les roues et n’ont pas besoin de boite de vitesses pour sélectionner le bon nombre de tours dans une situation donnée. Et ils convertissent automatiquement l’énergie cinétique générée pendant le freinage en courant électrique qui peut être stocké dans des batteries et des condensateurs.

Foto5_11C761_02(1)A la place des technologies classiques, le véhicule sera équipé d’un transformateur, d’un système d’alimentation haute-tension, de batteries performantes, de piles à combustibles et de réservoirs à hydrogène.
De nos jours, toutes les technologies évoquées plus haut sont bien maîtrisées, et donnent des possibilités infinies aux fabricants et aux designers. Avec ses matériaux légers pour la construction des structures des véhicules, ses caoutchoucs hautes-performances permettant de fabriquer des pneus verts économes en énergie, le groupe de chimie de spécialités LANXESS offre une gamme encore bien plus large d’applications liées à la mobilité verte.

Notre portefeuille de produits est très vaste et comprend également des polymères pour l’isolation des câbles électriques, des plastiques ignifugés pour les prises de courant et les boitiers électroniques, des pigments spéciaux pour les bornes de batteries.

Il faudra encore deux ou trois décennies avant que nous puissions utiliser une infrastructure efficace comprenant bien plus qu’un réseau national de stations de remplissage. Et sur le plan écologique, l’hydrogène ne peut être considéré comme une énergie verte que si elle est produite avec des technologies vertes comme les centrales éoliennes ou solaires. Enfin, les sources d’énergie verte, dont la disponibilité est instable par nature, exigent une technologie de stockage efficace – et leur conversion en hydrogène est à cet égard une excellente solution.

Une mobilité sans émissions totalement indépendante des énergies fossiles est encore un objectif lointain. De nombreux développements et innovations sont nécessaires pour transformer cette vision en réalité dans le futur. Mais Rome n’a pas été construite en un jour ! Et, pas à pas, LANXESS contribue à changer les choses.