Quelle voiture pour demain

Quelle voiture pour demain

le point de vue de Robert Giraudon
Géologue et docteur ès sciences
Membre du Comité transport du CNISF

Les constructeurs ont déjà beaucoup travaillé à l’amélioration du rendement des moteurs des véhicules et à la diminution de leurs émissions nocives. De nombreuses voies ont été explorées pour aller encore plus loin, certaines avec succès tandis que d’autres s’avèrent être des impasses. De toutes les recherches qui ont été effectuées, il ressort que les hydrocarbures liquides représentent de très loin la forme la plus dense de l’énergie et qu’ils sont de ce fait pratiquement incontournables pour les automobiles et ce pour encore des décennies.

Parmi les solutions qui ont été proposées, certaines sont décevantes  : Ainsi les biocarburants, sont confrontés au problème de la disponibilité des terres cultivables et entraînent dans certains pays tropicaux de graves détériorations de l’environnement.

Outre un coût élevé, le bilan énergétique global montre que le recyclage du CO2 n’est que partiel et que la quantité d’énergie fossile dépensée du champ à la roue est au mieux, dans les pays tempérés, la même qu’en utilisant directement des produits pétroliers ! Il reste un espoir : la mise au point d’une utilisation rentable de la biomasse.

Une autre tentative consiste à utiliser comme carburant l’hydrogène dont la combustion ne rejette que de l’eau. En alimentant des piles à combustible on peut même atteindre des rendements élevés. Là encore on arrive pourtant à un bilan énergétique global désastreux : d’abord, de nos jours, pour produire cet hydrogène, on réforme du gaz naturel, opération qui rejette du CO2. Ensuite l’hydrogène est l’un des gaz les plus difficiles à compresser ou liquéfier, ce qui est indispensable pour le mettre à bord des véhicules. Ce sera peut-être une solution pour le prochain siècle mais elle n’est pas d’actualité.

Des esprits inventifs ont proposé des voitures propulsées par des moteurs à air comprimé. Quand on connaît la dégradation énergétique qui résulte d’une compression de l’air à 200 ou 300 bars dans des bouteilles qui ont un poids non négligeable, on touche là à une pure aberration thermodynamique.

Enfin pour certains, la panacée est la voiture électrique : silencieuse, sans rejets polluants, elle semble idéale pour la circulation en milieu urbain. Si les batteries ont fait d’immenses progrès, en particulier avec les batteries lithium-ion, leur densité énergétique reste quand même 50 fois inférieure à celle d’un hydrocarbure liquide. Il en résulte un alourdissement des véhicules qui en sont équipés avec comme corollaire un rayon d’action limité. Enfin, il ne faut pas perdre de vue que l’électricité est majoritairement produite dans le monde avec des centrales électriques fonctionnant au charbon qui rejettent énormément de CO2, tout cela pour un rendement au kWh à la roue inférieur à celui d’une voiture diesel ! De l’avis de la plupart des experts, la voiture tout électrique n’a pour les prochaines décennies qu’un avenir limité à un marché de niche : son usage restera confiné aux petits parcours urbains, de préférence là où l’électricité est d’origine nucléaire, et encore à condition que son prix devienne abordable.

Parmi les solutions technologiques prometteuses, l’éventail actuel est le suivant :

 les voitures fonctionnant au gpl ou au gnc : L’avantage se trouve dans de faibles rejets polluants et un bon rendement des moteurs thermiques. Les inconvénients restent dans une sécurité insuffisante des réservoirs, surtout pour le GPL, des réseaux de distribution encore limités – palliés par la bicarburation, le poids des contenants du gaz et l’énergie dépensée pour sa compression. La question est de savoir ce qui est le plus intéressant d’un fonctionnement de la voiture avec du gaz ou de la production d’un hydrocarbure liquide à partir de ce gaz (voie GTL) ?

 les diesels : Largement diffusés, ils ont fait de notables progrès avec l’émergence des technologies d’injection directe à rampe commune. La fonction Stop & Start introduite par PSA constitue une avancée supplémentaire pour la circulation urbaine et d’autres progrès sont en perspective.

 les voitures Hybrides : Elles allient les avantages d’une motorisation thermique à celle d’une voiture électrique en permettant de diminuer la taille et donc le poids des batteries sans que le rayon d’action soit pénalisé. Dans cette famille, on distingue les Hybrides parallèle dans lesquels moteurs thermique et électrique sont couplés et les Hybrides Série qui sont des voitures électriques dont les batteries sont alimentées par un groupe électrogène.

 la première catégorie est représentée par la Toyota Prius – qui fonctionne également en Hybride Série – déjà diffusée à plusieurs centaines de milliers d’exemplaires. L’inconvénient de cette solution est dans la complexité mécanique qui entraîne un surcoût à l’achat et un prix de fonctionnement élevé (les batteries – des Ni-MH, par sécurité) doivent être changées tous les trois ans.

 dans la deuxième catégorie on trouve des voitures électriques dont le rayon d’action est augmenté par l’adjonction d’un groupe électrogène qui recharge la batterie. Quand ce groupe est de faible puissance, le rayon d’action est allongé mais la voiture reste handicapée par le poids et le coût des batteries, aussi important que sur une voiture tout électrique. Quand le moteur électrique a une puissance égale ou supérieure au moteur thermique, on a un hybride série avec des batteries réduites en poids qui servent de réservoir tampon d’énergie. Ce concept qui parait le plus prometteur est à la base du prototype Volt de la GMC.

 enfin, une dernière percée technologique, qui n’a pas été suffisamment mise en lumière, a été la présentation de la Roue Active Michelin au salon de Shanghai et au Mondial de l’Automobile 2008. Cette RAM loge dans une roue de 30 kg un moteur électrique de 30 kW refroidi par eau, un frein à disque et une suspension électrique gérée par ordinateur avec un temps de réponse de 3/1000èmes de seconde qui donne au véhicule une assiette et une adhérence incomparables.

Dans une voiture équipée de cette RAM, il n’y a plus ni boîte de vitesse, ni différentiel, ni cardans, ni amortisseurs

Le mariage de cette technologie avec celui du concept hybride de série expérimenté sur la Volt, pourrait fournir la solution la plus prometteuse pour la voiture de demain.

Robert Giraudon

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