Le moteur hybride et la pile à combustible dans les transports - Générer du PIB en dépolluant

Bus avec PàC (Pile à Combustible), Stockholm

Pour respecter les accords de Kyoto en matière de dépollution planétaire la technologie des transports privés ou collectifs par la route sera une des chances pour l'économie.

Il faudra parvenir à une dépollution massive très rapidement, et il serait dommage que l'Europe soit dépendante des brevets chinois, comme le monde est dépendant des brevets sur la tri-thérapie en main de quelques groupes et fonds. Oui, ce marché sera porteur. On peut bien sûr faire du socialisme assis en rond avec son tricotin et essayer de capter les particules en secouant son plumeau sur sa tête.

Les protagonistes du bioéthanol sont dans l'erreur totale. Le bioéthanol consomme énormément à la production (tracteur et technologie agricole) et pollue à la combustion. La facture sociale de la dépollution du CO2 n'est que doublée, voire triplée avec cette huile de friteuse. Favoriser le bioéthanol, c'est favoriser les agriculteurs de la Brie et de la Beauce, donc la caisse "noire" de l'UMP, et c'est continuer à détourner les aides EU pour la PAC (Politique Agricole Commune) et à violer le cycle de Doha (round de négociations de l'OMC du Qatar) où les membres des Pays pauvres, avec la Chine en tête du G21 de ceux-ci, avait réclamé l'arrêt des subventions agricoles. Le cycle de Doha vient de passer après 5 ans de l'impasse à l'échec. Les pays riches, voulant rester plus riches que les pays pauvres...

L'avenir dans les transports privés et collectifs est l'hybridation thermique-électrique pour une période décennale transitoire (technologie Toyota-Prius) jusqu'à l'industrialisation de la pile à combustible (hydrogène) à pollution Zéro. Pour la mobilité privée et collective la technologie est opérationnelle, industrialisable et compacte. Les réserves de l'hydrogène sont illimitées.

Et il faut exiger l'arrêt immédiat des subventions d'État et EU sur la technologie de la combustion du pétrole et il faut exiger la redirection de ces aides FR + EU sur les autres énergies "douces", régénératives.

La presse automobile française décrie la Toyota Prius. C'est normal, la France qui se bavarde d'elle-même n'est pas présente sur ce marché.

Ce marché sera porteur, la France loupe sa chance, comme d'ab. Elle préfère la technologie de prestige, au lieu de la machine-outil avec laquelle on fait de la marge opérationnelle sur le grand nombre au lieu de la faire sur une unité vendue. Tu vois à quel pays je pense, tu kifes? A l'Allemagne.

L'autre marque luxueuse, Lexus, uperclass brand de Toyota, a implanté cette technologie dans ses voitures sportives, de tourisme et ses 4 X 4. C'est tout dire. Subaru fait déjà des essais pour ses 4X4 berlines sportives. C'est tout dire. Honda a aussi un hybride de génération 1 dont le moteur électrique ne sert qu'en phase d'accélération, donc pour soulager le moteur thermique.

Porsche et Audi sont entrain de l'implanter dans ses 4X4 pour la Autobahn, les Touran et Cayenne. Des déclinaisons sur les autres modèles seront en vente dans deux ans. C'est tout dire.

La France s'implante un bridge pour que son sourire luise quand elle donne des leçons à mister Universum.

Le cycle Otto à 4 temps du moteur thermique de la Toyota Prius fonctionne selon le cycle Miller-Atkinson (du nom de ses inventeurs) et non sur le modèle initial à 4 temps de son inventeur français Beau-de-Rochas. C'est d'ailleurs un vol de la propriété intellectuelle que d'attribuer ce cycle à 4 temps à l'ingénieur allemand Otto. Il en va d'ailleurs de même pour l'automobile qui n'a pas son origine dans la description du fascicule du brevet Benz de 1896, mais dans celle du brevet des normands Delamare Deboutteville et Malandin de 1894, dont j'ai la copie.

Revenons à la Prius. Le cycle de la Prius est optimisé pour avoir un couple moteur adéquat (Miller-Atkinson) pour l'utilisation en couplage thermique-électrique.



Le moteur Miller Atkinson est dit à "5 temps", les pertes par pompage sont réduite grâce à l'ouverture plus longue de la soupape d'admission. Il n'y a plus de paillon de carburateur et l'injection ne se fait que quand le piston est assez haut et que cette soupape est fermée. Il faut donc mieux remplir la chambre de combustion avec un turbo. Grâce à l'entrainement épicycloïdal du moteur électrique, le moteur thermique ne tourne qu'à pleine charge dans la plage où le rendement est le meilleur. Grâce à l'entrainement épicycloïdal il n'y a plus de boite de vitesse mais en entrainement toujours optimal. Un moteur thermique essence a environ 30% de rendement, un diesel 38 à 42% face aux calories dépensées. Le moteur électrique s'approche du 85% en comptant l'énergie dépensée par l'excitation de l'alternateur qui recharge les piles et celle nécessaire à faire tourner cet alternateur en cycle de traction (accélération) ou de poussée (décélération). Même sur le plat le rendement énergétique est favorable, à cause du cycle optimal du moteur thermique calculé pour tracter l'auto et pour charger la pile. Un moteur électrique donne toute la patate, le grand boums, tout de suite, son couple maximal très élevé se situe dans les bas et les premiers tours-minutes. Un moteur thermique, même diesel à turbo à pales variables et double-scroll ou bien un moteur thermique essence à injection directe, doit monter dans les tours pour tirer. Donc, pertes de rendement en calories et en frottements.

De plus, est c'est comme pour le TGV, c'est en phase de descente et en phase de décélération que le pile se charge énormément, donc lors des Stop & Go citadins, en sachant qu'une auto sert à 80% en urbain.

J'ai un collègue au Pôle de Gestion de Strasbourg qui en est à sa troisième Prius. Il est domicilié à Metz et fait 5 fois par semaine l'aller-retour Metz-Strasbourg par l'autoroute. Il ne consomme que 5,7 litres d'essence en ajoutant parcours autoroutier et urbain.

Dans moins de deux ans, sort la Prius, Série 3, et là j'achète. Un look galactique, la technologie encore plus mise à jour.

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Mais le moteur hybride thermique-électrique ne sera qu'un moteur transitoire avant le moteur électrique alimenté par une pîle à combustible fonctionnant à l'hydrogène.

Pour les infrastructures routières nécessaires au passage à l'hydrogène comme vecteur d'énergie utilisée dans les transports, nous sommes comme au début de l'automobile, quand on achetait le benzène chez le pharmacien.

Un réseau est à construire de A à Z. Mais ce surcoût "positif" est lui-même très inférieur au surcoût "négatif" social de la dépollution commise depuis le début de l'ère du transport mécanisé. Les effets actuels du réchauffement par le CO2 dûs à la pollution par rejets atmosphériques ne sont que ceux qui ont été engendrés dans les années 50 à 60. Il y a un effet retard d'environ 50 ans sur la ionosphère et sur les hautes couches de l'atmosphère. Le pic n'est pas atteint et le point de rebroussement encore moins.

Une création d'un tel réseau "Hydromobile" fait partie des grands travaux et est en plus une promesse économique qui génèrera du PIB, de la technologie, des brevets et des transferts de technologie. Les chinois sont déjà sur les rangs, et c'est eux qui raflent en ce moment tous les brevets planétaires sur l'utilisation des énergies. La France est lanterne rouge. L'Allemagne est loin devant avec l'Espagne, mais très loin derrière la Chine.

Dans la pile à combustible, l'apport d'énergie externe nécessaire au fonctionnement, est de 90% inférieur, à celui nécessaire pour faire tourner un moteur thermique. Et ces 10% prennent en compte toutes les énergies nécessaires à la production de ce vecteur d'énergie et à sa transformation dans la membrane de la pile.

Porté par l’Union Européenne, l’objectif du projet CUTE a démontré la faisabilité d’un concept innovateur pour le système de transport propre à base d’hydrogène. Transport Urbain Propre pour l’Europe (de l’anglais Clean Urban Transport for Europe CUTE) a répondu aux attentes.

On peut acheter dans les supermarchés de la rive droite (du Rhin), des jouets qui fonctionnent avec le pile à combustible. Oui, les bonbonnes de stockage du combustible devront être adaptées, comme celle du GPL en son temps, et on est loin de l'explosion du Graf Zeppelin.

N'oubliez pas de visiter le Site des transports propres et non polluants, clean@auto.
Et Bus à Hydrogène - Energies.fr.fm

Prochaine Toyota Prius à moteur hybride

Commentaires

1. Le 24. mai 2007, par Seb Debieve

Très bien ce ticket !
Que j'aimerai rouler dans une voiture "écologique"... mais encore faut il qu'elle devienne attractive.
Je pense encore et toujours qu'on pourrait très facilement se passer des produits pétroliers, qu'il existe des solutions très simple à mettre en oeuvre (et il en existe en France même avec le carburant à base d'huile végétale!) mais, lobbying oblige, nous attendrons !
Et oui, il faut laisser le temps au pays de la péninsule arabique de se remplir les poches de pétrodollars afin de transformer leur côte en paradis de vacances de rêve pour ultramillionaires (milliardaire) de la jet-set ou de Hollywood (dixit les "îles palmiers"). Tout comme il faut laisser le temps à nos "ptites entreprises" de se renouveler dans l'écologique (dixit les rachats et rumeurs qui courent sur des telle ou telle entreprise "écologique" ==> après la bulle spéculative de l'internet, se sera la bulle spéculative écologique...)

2. Le 14. janvier 2008, par Jean R. BERNARD

Trés intéressant, merci. Je n'ai pas compris comment le moteur Miller apporte de tels avantages. Il me semble que le temps supplémentaire apporte un meilleur mélange air-carburant pour faire de la combustion homogène type CAI ou HCCI. Est ce cela ?

Par ailleurs, les 85% de rendement me paraissent peu vraisemblables puisque le rendement théorique maxi (principe de Carnot) est proche de 55% et 65% pour l'essence et le diesel. Merci de vos explications

Enfin, pour avoir travaillé sur la chaine carburant H2 - pile à combustible, je reste relativement sceptique car les obstacles à lever sont nombreux et trés hauts, même s'il commence à apparaitre des modèles. Le problème se situe aussi en amont, à la production hydrogène. La production classique à partir de gaz, charbon ou pétrole lourd libère des torrents de CO2 et auto consomme 30% d'énergie dans le meilleur des cas. Le bilan CO2 du puit à la roue n'est pas trés favorable, sauf gros progrés en rendement de la PAC. Ou il faut capturer et séquestrer le CO2 émis. Avec la biomasse, les rendements H2 sont faibles parce qu'elle contient beaucoup d'oxygène. Et avec le nucléaire, pas de CO2 mais rendements énergétiques de l'ordre 50% et réserves d'Uranium insuffisantes, sans compter les réticences sur le nucléaire, tandis qu'on ne peut espérer une production de masse par l'éolien. Mais qui sait, la capacité créative de l'homme est infinie...

3. Le 14. janvier 2008, par Thomas Rudolf

En partie il n'y a pas d'énergie utilisée pour le pompage dans le phase de compression parce que la souape d'échappement reste ouverte. Par contre les soupapes travaillent normalement en phase de détente et la poussée s'exerce sur le piston pendant toute sa course

Puis les chiffres de consommation sont réels même sur un parcours autoroutier Metz Strasbourg, 5 fois par semaine comme indiqué dans mon exemple.

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