Pour mon article d'aujourd'hui j'ai décidé de faire plaisir à ceux qui s'inquiète pour l'environnement et le réchauffement de la planète. Ce que je vous propose c'est de passer en revue les différentes alternatives au moteur à combustion interne ou du moins à notre dépendance au pétrole. Chaque type de technologies ou de carburant alternatif proposé en 2010 sera expliquer en détails avec ses avantages et ses inconvénients. Alors on commence tout de suite par les voitures électriques.
Les voitures à batterie de piles électriques.
Qu'est-ce que c'est, comment ça fonctionne?
Ben c'est pas tellement compliqué. On installe des piles électriques rechargeables à quelque part dans la voiture, la plupart du temps sous le coffre ou les bancs arrières à l'endroit où le réservoir d'essence prendrait normalement place. Certaines voitures plus avancées et mieux pensées place les batteries sous le plancher du véhicule pour un accès plus facile et une meilleure répartition des masses.
Ces piles électriques envoient ensuite leur énergie à un ou des moteurs électriques qui eux s'occupent de faire avancer la voiture. On peut avoir un seul gros moteur électrique placé à l'endroit où le moteur thermique serait dans une voiture conventionnelle et qui fournit le couple aux roues par une transmission manuelle ou automatique conventionnelle. Ou on peut aussi avoir ce que l'on appel des moteurs roues qui peuvent être aux nombres de 2 ou 4 selon que l'on veut les avantages d'une traction avant ou d'une traction intégrale. Le reste de la voiture est plutôt conventionnel.
Les avantages.
Le plus gros avantage de ce type de voitures est que la voiture elle-même ne pollue pas du tout. Aucune émanation ne sort du moteur puisque aucune combustion n'a lieu. Ceci en fait donc de vrais voitures à zéro émissions. De plus la technologie des moteurs électriques est très bien connut et maîtrisée et en 2010 il est possible de faire des moteurs relativement puissant, léger et de petite taille. L'entretien en est aussi minime sinon presque inexistant. La plupart des moteurs électriques s'ils sont bien conçus peuvent se transformer à la demande en génératrice. Quand vous n'appuyez pas sur l'accélérateur le moteur se transforme en cette dernière et fournit de l'électricité aux piles. Finalement, de par ses caractéristiques le moteur électrique développe des tonnes de couple ce qui ne peut être que bon pour les performances.
Les désavantages.
Pour l'instant le plus gros désavantage est l'autonomie. Les véhicules de production comme la Tesla et les autres prototypes n'ont pas démontrés une autonomie dépassant les 150 à 200 km. Ce qui revient à dire que dans l'état actuel des choses vous ne pourrez jamais faire l'aller-retour Québec-Montréal. Y'a de l'espoir par contre, la technologie des piles électriques évoluent à très grande vitesse et dans une dizaine ou une vingtaine d'années ce sera sans aucun doute possible.
Le seul hic est que quand vos batteries sont à plat vous n'avez plus aucune énergie pour faire avancer votre auto. Vous êtes comment dirait-on?... en panne. Il faut donc recharger ses batteries. La plupart des modèles disponible en 2010 demande une recharge de 6 à 12 heures sur une prise à haut ampérage commercial de 600 volt, si vous branchez ça dans une petite prise de 110 volts cela prendra beaucoup plus de temps. Il ne faut pas oublier aussi qu'il faut payer cet électricité. Ne vous attendez pas à l'aide d'un bon samaritain puisque vous allez faire bondir sa facture d'électricité en rechargeant votre auto chez lui.
Finalement, et c'est là que le bas blesse et que la plupart des écolos se dérobent, c'est que l'électricité que vous mettez dans les piles il faut bien qu'elle soit produite à quelque part. Au Québec 90% de notre électricité provient de centrale hydro-électrique qui ne produisent presque aucune pollution atmosphérique, mais nous sommes plus l'exception que la règle à travers le monde. Si on calcule la production d'électricité dans l'émission total de gaz à effet de serre d'une voiture électrique on obtient un nombre qui est presque le même qu'une voiture à essence standard.
Conclusion.
La voiture électrique existe depuis aussi longtemps que la voiture à moteur à combustion interne. Maintenant la technologie semble être à la hauteur, mais au final les désavantages mentionnés ci-haut font que la voiture électrique n'est pas vraiment une alternative viable par rapport à une voiture qui fonctionne au pétrole.
Les voitures à batteries de piles à hydrogène.
Qu'est-ce que c'est, comment ça fonctionne?
Une pile à hydrogène est simplement un dispositif qui combine l'oxygène de l'air avec de l'hydrogène entreposé pour fabriquer de l'électricité. Le tout par un procédé chimique assez semblable à une pile alcaline conventionnel. Le carburant est l'hydrogène qui théoriquement serait disponible à la pompe exactement comme dans n'importe quelle station service de quartier.
L'électricité sert ensuite à faire fonctionner des moteurs électriques en tout point identique aux voitures purement électriques décrites ci-dessus.
Les avantages.
La pile hydrogène n'émet que de la vapeur d'eau. De plus, contrairement à une pile alcaline conventionnel sa durée de vie est beaucoup plus longue puisque les éléments métalliques à l'intérieur ne sont pas dégradés par le cycle charge-décharge.
On a aucun besoin de la recharger durant la nuit à partir de l'électricité de votre maison. Il suffit de remettre de l'hydrogène à l'intérieur de la pile comme on le ferait avec n'importe quelle voiture à essence.
Sinon, étant donné que le moteur qui propulse la voiture est électrique comme les voitures électriques déjà mentionnés, la voiture à piles à hydrogène retient les mêmes avantages de ce côté.
Les désavantages.
L'hydrogène comme tel n'est pas un très bon carburant. On doit injecter 2 fois plus de ce gaz que d'oxygène pour parvenir à produire de l'électricité. De plus, il est assez difficile à emmagasiner de façon efficace. Les réservoirs doivent être blindés et très solides puisque l'hydrogène y est entreposé sous pression. Ce qui fait que l'autonomie avec un seul plein risque d'être beaucoup moins grande qu'une voiture à essence moderne.
Il ne faut pas oublier aussi que les procédais qui nous permettent de produire de l'hydrogène sont tous très énergivore et pour la plupart utilise des carburants fossiles qui émettent à leur tour plusieurs tonnes de CO2. Reste à voir si l'équation qui définit la voiture électrique s'appliquerait aussi à une infrastructure de production massive d'hydrogène.
Le plus gros désavantage par contre, reste le fait qu'en 2010 vous ne pouvez pas aller au Ultramar du coin pour remplir votre réservoir avec de l'hydrogène. Aucune infrastructure de distribution n'existe pour l'instant. L'Allemagne entend bien être le premier pays à disposer d'une telle infrastructure d'ici 2015, mais disons que M. Charest est beaucoup plus occupé à augmenter les taxes qu'à simplement étudié une telle possibilité.
Conclusion.
C'est une vraie technologie d'avenir qui détient probablement la clé de voute de nos problèmes de pollution par le transport. Reste à voir si la technologie et les politiques vont nous permettre de profiter de cette manne qu'est l'hydrogène.
Les voitures hybrides en série.
Qu'est-ce que c'est, comment ça fonctionne?
Ce n'est en fait qu'une vulgaire voiture électrique. En anglais ce sont les fameux « plug-in hybrids ». Mais contrairement à une voiture purement électrique, on retient un petit moteur thermique qui génèrera de l'électricité quand les piles seront à plat. Le moteur thermique peut ainsi fonctionner à son régime le plus efficace et polluer d'autant moins.
Avantages.
Étant donné qu'on emporte avec nous notre propre centrale électrique le problème de l'autonomie est presque réglé. Lorsque les batteries sont à plat le moteur se charge de les recharger et si ce dernier n'a plus d'essence on passe simplement à notre station-service favorite pour remplir le réservoir.
Le moteur à combustion interne est très bien connu et est donc facile d'entretien. De plus, vu qu'il ne sert qu'à recharger les piles on peut se permettre de fabriquer un plus petit moteur moins polluant et plus léger ce qui crée un cercle vertueux d'améliorations.
On garde aussi les mêmes avantages que les moteurs électriques pour ce qui est de la propulsion de la voiture elle-même.
Désavantages.
On a encore des batteries lourdes et volumineuses dans la voiture avec nous. De plus, contrairement à une voiture purement électrique, ces piles risque de faire plus de cycle charge-décharge ce qui n'augure pas très bien pour leurs longévité. Le prix de ces batteries est aussi très élevé on parle de 5000 à 10 000$ dépendent des véhicules. Il est à noter que ce désavantage s'applique aussi aux véhicules purement électriques.
Finalement et c'est assez évident, le moteur thermique garde les mêmes problèmes de pollution que les moteurs qui équipent présentement nos véhicules. Par contre, on peut optimiser son régime d'opération pour qu'il pollue le moins possible.
Conclusion.
C'est une solution à court et moyen terme à nos problèmes de pollution. Ultimement il n'y aura plus de pétrole par contre et faudra se convertir au tout électrique ou les piles à hydrogène.
Les voitures hybrides en parallèle.
Qu'est-ce que c'est, comment ça fonctionne?
C'est la voiture hybride typique tel que la Prius ou la Insight. On a un moteur à combustion interne et un moteur électrique et les deux fonctionnent en même temps pour faire avancer le véhicule. Dans les dernières générations le moteur à essence fonctionne selon le cycle Atkinson, que je vous décrivais en détail dans ma dernière capsule mécanique. Cela permet d'économiser encore plus d'essence. Le but de ce genre de véhicule est de consommer le moins possible de carburant pour l'autonomie la plus grande.
Avantages.
Le fait de combiner la propulsion électrique et à essence permet d'optimiser la consommation d'essence. Étant donné que le moteur à combustion interne est capable de faire avancer la voiture à lui seul on peut se permettre de monter des batteries plus légères et de plus petite taille ce qui améliore d'autant plus la consommation et donc les émissions de gaz à effet de serre. De plus, avec ce genre de véhicule le plaisir de conduire demeure intact et on peut accommoder performance et bonne conscience.
Désavantages.
Le plus gros désavantage est qu'on a carrément deux systèmes de propulsion dans la même voiture. On a donc deux fois plus de pièces qui occupe la même fonction. Cela a des répercussions sur le coût à l'achat de la voiture et sur son entretien par la suite. Il ne faut pas oublier aussi que le moteur à essence est conséquent, dans la Prius on parle d'un 1,8L ce qui est un moteur standard de sous-compacte.
Conclusion.
La voiture hybride qu'elle soit en série ou parallèle est à ses débuts. Le nombre de voitures vendues pour l'instant ne peut pas avoir grand impact sur le problème du réchauffement de la planète. Tout ça changera probablement dans l'avenir quand les constructeurs nous offrirons des hybrides abordables comme la Toyota Auris et la Chevrolet Volt.
Le biodiesel et le bioéthanol.
Qu'est-ce que c'est, comment ça fonctionne?
Ce sont deux carburants synthétiques. Il n'y a pas vraiment rien de nouveau, c'est tout simplement que ces derniers sont fabriqués à partir de matières renouvelables ou de déchets.
Pour ce qui est du biodiesel on peut le produire à partir de la fameuse huile à patate frite ou encore à partir de carcasse d'animaux et de bien d'autre façon.
Le bioéthanol lui est produit tout simplement à partir de la fermentation de matière végétale. En fait, il est produit exactement de la même façon que l'alcool d'une bière ou d'un spiritueux.
Pour ce qui est du diesel, entre 7 et 10 % du diesel vendu à la pompe contient du biodiesel. L'éthanol lui est depuis longtemps ajouté à l'essence de pétrole conventionnel depuis que l'essence sans plomb est interdite.
Avantages.
Les deux carburants sont produits avec des déchets déjà existants ou à partir de sources renouvelables. On ajoute donc aucun carbone dans le fameux cycle du carbone, puisque l'on n'utilise pas de carbone qui n'aurait pas refait surface de façon naturelle.
Dans le cas du diesel, s'il est de bonne qualité et que cette dernière est contrôlée adéquatement, il n'y a absolument aucune modification à faire à la mécanique de la voiture.
Pour le bioéthanol, de petite quantité ajouter à de l'essence ne pause aucun problème pour la mécanique. Une plus grande quantité peut être problématique, mais des solutions simples sont déjà disponibles.
Désavantages.
Le biodiesel peut être produit à partir de plusieurs sources plus ou moins fiables. Un biodiesel de mauvaise qualité détruira le moteur à long terme. L'huile à patate frite peut faire fonctionner votre moteur diesel, mais à la longue les injecteurs vont se boucher et les risques de pré-détonation sont plus grands. Évidemment, la manière dont on produit ce biodiesel peut aussi émettre beaucoup de CO2 ce qui annule tout avantage qu'on pourrait avoir à l'utiliser.
Pour ce qui est du bioéthanol, il y a plusieurs désavantages. Premièrement, la source de matière végétale peut causer problème. Le mais ou le blé sont de très bon producteur de bioéthanol, par contre ils sont aussi à la base du régime alimentaire de presque toute la planète. Ce serait un peu désolant de crever de faim pour sauver la couche d'ozone. Ensuite, si un fort pourcentage d'éthanol est utilisé, des modifications importantes doivent être apportées aux moteurs ainsi qu'à d'autres pièces. La plupart des caoutchoucs qui sont utilisés dans le domaine automobile actuellement sont soluble dans l'éthanol alors un panoplie de nouveaux matériaux et de nouvelles pièces doivent être développés. Finalement, l'éthanol a une densité énergétique 30 % moindre que le pétrole alors on en a besoin de plus pour avoir la même autonomie qu'une voiture à l'essence.
Conclusion.
Des projets de recherche récents pourraient nous permettre de produire du bioéthanol et du biodiesel de façon propre et renouvelable. Si ces projets aboutissent, il sera alors permis de garder à peu de choses près la même base technologique aujourd'hui utiliser. Il ne faut pas oublier que toutes les voitures sont construites par des compagnies privées et elles ne se gêneront pas pour vous refiler la facture.
Le mot de la fin.
Je n'ai pas parlé de l'essence et du diesel, c'est que je vous expliquerai en de plus amples détails leurs avantages et désavantages dans mes prochaines capsules mécaniques. Personnellement, j'ai une opinion très arrêté sur la technologie qui devrait remplacer le moteur à essence, mais j'ai décidé de ne pas vous la communiquer ici. Inspirez-vous plutôt de ce petit article pour faire vos propres recherches et formulez votre opinion quant à l'avenir de la voiture. Je vous laisse sur cette petite réflexion. Demandez-vous pourquoi la voiture fut inventé au départ et par la suite essayez d'imaginer un monde sans elle et l'effet que ceci aura sur votre vie et celles de vos amis. Greenpeace et compagnie se font un malin plaisir de la diaboliser, mais j'aime bien les comparer à l'homme des cavernes qui avait peur du feu. Ce n'est pas en abolissant un problème qu'on le règle c'est en essayant de trouver une solution.
P.S.: Je suis allé au Salon Auto Sport de Québec aujourd'hui, je vous en reparle bientôt avec des tonnes de photos.
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