Les enjeux de l'énergie: février 2014

Pour le premier blogue, j’ai décidé de faire une recherche sur les voitures à air comprimé. J’avais vu passer le petit air car suivant sur Facebook et depuis ce temps-là ça me trotte dans la tête.

Vu que mon rêve de l’automobile solaire a été tué avec le père noël il y a longtemps, je me penche sur le AIR CAR. Naturellement, si c’était une solution miraculeuse au problème d’énergie que l’on connaît, on en entendrait sûrement parler aujourd’hui, mais je voulais tout de même comprendre leur fonctionnement et voir quels étaient les avantages et désavantages de ces voitures. Voici un résumé de ce que j’ai trouvé avec ma recherche :

La technologie :

Évidemment, le moteur des voitures à air comprimé fonctionne avec… de l’air comprimé! OUI OUI ce n'est pas une blague! La voiture utilise l’expansion de l’air compressé un peu comme l’expansion de la vapeur dans une machine à vapeur. Il y a un réservoir dans la voiture qui stocke l’air comprimé, à une pression d’environ 30 MPa, et c’est ce qui fait avancer l’engin. Le réservoir est fait de fibre de carbone et contrairement à d’autres gaz qui peuvent s’avérer dangereux lors de collisions, l’air n’est pas inflammable.

Densité énergétique
Air comprimé	50Wh/l
Batterie au plomb	60-75Wh/l
Batterie lithium-ion	250-620 Wh/l
Gasoline	9411 Wh/l

Comme on peut le voir dans le tableau ci-dessus, la densité énergétique de l’air comprimé est très basse, cependant, son efficacité peut être plus que doublée si l’air est chauffé avant l’expansion. De plus, de ce que j’ai compris, on obtient que 1694 Wh/l de l’essence courante puisqu’elle a une efficacité de 18 %.

Les avantages d’une telle voiture :

Elle n’utilise pas de pétrole ou autre carburant pour avancer (l’énergie utilisée pour comprimer l’air peut aussi être verte, par exemple si elle provient d’éoliennes).
La fabrication du réservoir à air est moins coûteuse que celle de la batterie.
Théoriquement, la recharge pourrait se faire à la maison (mais les compresseurs nécessaires ne sont habituellement pas disponibles pour la maison pour des raisons de sécurité). Si cela est rendu possible, une personne peut avoir plus d’un réservoir à la maison étant donné son faible coût et utiliser des sources d’énergies renouvelables pour les remplir. Sinon, la recharge se fait à une station d’essence.
Le coût, en énergie, est plus élevé pour la fabrication du réservoir de fibre de carbone, mais n’inclut pas de métaux très polluants.
Il y a une réduction ou élimination de chimiques, par exemple ceux contenus dans la batterie (acides ou métaux).
Un réservoir d'air en matériaux composites est moins pesant qu’une batterie.
Le réservoir a une durée de vie presque illimitée (environ 10 000 recharges).
Le réservoir se recycle plus facilement que la batterie.
L’énergie nécessaire à la compression de l’air est produite dans de grandes centrales, la gestion des émissions de GES est ainsi plus efficace qu’avec des voitures individuelles et le processus est aussi plus rentable.
L’auto-décharge est beaucoup plus lente que pour la batterie d’une voiture électrique, ainsi elle peut être stationnée pour de plus longues périodes.
Comparativement à la batterie, le poids du véhicule à air diminue avec les kilomètres.
La production de voitures à air comprimé est plus rentable puisqu’il ne faut pas construire de système de refroidissement, de bougies d’allumage, de démarreur ou de silencieux.
L’expansion de l’air comprimé fait diminuer sa température, ce qui signifie qu’on pourrait utiliser cette particularité pour climatiser la voiture.
Il serait possible de réutiliser de l’air : l’action de freiner permettrait de recomprimer et de stocker l’air.
Selon une étude menée en Suède, les autobus pourraient augmenter leur rendement énergétique de 60 % avec un système hybride (l’autobus est le moyen de transport le plus adapté pour ce type de fonctionnement puisque le trafic le force à freiner souvent et à se déplacer lentement). Source

Les désavantages :

En terme de désavantage, eh bien c’est certain que pour comprimer l’air, il faut de l’énergie donc, comme on le sait déjà, il y une perte d’énergie.
Comme mentionné plus haut, lors de l’expansion de l’air, l’engin refroidit. Ce qui signifie qu’il faut une autre source pour créer de la chaleur et là, ça peut devenir compliqué. On ne rentrera pas dans les détails, mais dans des climats froids et humides, ce dernier peut geler.
L’air dans le réservoir doit être complètement sec, sinon il peut geler de l’intérieur. Pour y arriver, il faut encore une fois une autre source d’énergie ce qui cause d’autres pertes. De plus, il faut oublier l’idée d’avoir un compresseur à la maison puisque la déshydratation ne peut être faite qu’avec un compresseur professionnel.
Remplir un réservoir d’air comprimé peut prendre jusqu’à 4 heures avec un compresseur à la maison, mais seulement 3 minutes à une station d’essence. (Voyez ça comme un désavantage ou non puisque si la recharge à la maison est possible, il est facile d’avoir un réservoir de surplus d’en laisser un se remplir alors qu’on utilise l’autre. Si la recharge n’est pas possible, ben ça va juste prendre 3 minutes).
Comme indiqué dans le tableau plus haut, la densité énergique est plus basse.
Ça fait 10 ans qu’on dit qu’elles vont être sur le marché, mais encore rien n’est près d’être commercialisé.
Selon la compagnie MDI, la voiture à air pourrait faire 140 km en ville et avoir une vitesse maximale entre 80 et 110 km/heure (l’autonomie n’est trop top pour les gens de région éloignée).
Aucun test de sécurité n’a été effectué avec celles-ci et beaucoup se posent des questions par rapport à la sécurité de ces voitures lors de collisions (grandement en raison de son petit poids).

Qu’est-ce qui existe en ce moment :

Jusqu’à ce jour, il n’y pas vraiment de commercialisation de ce produit bien que plusieurs compagnies ont affirmé être prêt à mettre leur prototype sur le marché « bientôt ». Sinon, je ne me promènerais pas en tercel. Les premiers rapports très optimistes sur le sujet datent de 1999.

Depuis 2012, Tata Motors, une importante compagnie indienne d’automobiles et MDI (Motor Developpement International) une compagnie européenne travaillent ensemble afin d’arriver à mettre sur le marché une voiture à air. Le MDI AirPod est un des prototypes :

Les compagnies Peugeot et Citroën travaillent présentement sur une voiture hybride qui combinerait un moteur au gaz avec le système d’air comprimé.

Cette voiture pourrait fonctionner selon 3 modes. Le premier monde fonctionnerait seulement avec le moteur au gaz et serait utiliser pour « cruising » ou la vitesse. Le deuxième mode combinerait les deux systèmes pour un pouvoir d’accélération élevé. Puis, le troisième mode, avec zéro GES, fonctionnerait seulement avec le système à air comprimé et serait pour la conduite en ville. Le freinage permettrait de réalimenter le réservoir, et ce, dans tous les modes. Voici un article qui donne plus de détail et un petit vidéo qui montre le fonctionnement à l’intérieur.

Finalement, quelle est mon opinion là-dessus? Je ne pense pas que c’est une solution miracle malheureusement. L’automobile seule n’a pas assez d’autonomie et de pouvoir pour qu’une personne s’en serve quotidiennement, surtout que l’histoire de recharge des réservoirs à la maison n’est pas certaine. Je pense que ça pourrait peut-être fonctionner pour les autobus de ville puisqu’ils sont arrêtés régulièrement et qu’ils n’ont pas vraiment besoin de vitesse. Le freinage régulier permettrait de recharger le réservoir et ce serait super d’avoir des autobus zéro émission en ville. Dans ce cas-là, il y a peut-être du potentiel. Du côté de la voiture hybride, je doute puisque les gros avantages des automobiles à air comprimé sont qu’on n’a pas besoin de polluer pour produire de gros moteurs et qu’on sauve sur le gaz pour avancer. Il va y avoir 2 fois plus de perte d’énergie. Alors, rendu là, je ne suis pas certaine que ça va vraiment faire une grosse différence. Peut-être que pour quelqu’un qui reste dans une région chaude et qui se promène seulement en ville… mais là on revient à notre paradoxe : si c’est super efficace, petit et pas cher… on va en vendre plein? Bon pour la compagnie, mais pas super côté énergie et environnement.

Je pense que j’ai fait le tour de la question, n’hésitez pas à faire des commentaires et à me laisser savoir ce que vous en pensez. Êtes-vous déçu? Vous attendiez-vous à ça?

Sources :

http://en.wikipedia.org/wiki/Compressed_air_car

http://cleantechnica.com/2013/05/26/compressed-air-cars/

http://fr.wikipedia.org/wiki/Véhicule_à_air_comprimé

http://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/vehicles/air-car1.htm

http://auto.lapresse.ca/actualites/nouvelles/201302/08/01-4619770-hybrides-a-air-comprime-peugeot-gonfle-a-bloc.php

http://gas2.org/2013/02/18/compressed-air-hybrid-car-developed/

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Voiture à air comprimé