[véhicule électrique] La voiture électrique, une solution ?

[sceptique]

On se rend compte, que grosso modo, pour doubler la vitesse de croisière, on multiplie la puissance par 4 (et la consommation d'essence/Diesel aussi).

Non, la consommation n'augmente pas si vite que la puissance parce que le temps de trajet diminue. En gros : vitesse doublée, puissance quadruplée, le temps est divisé par deux, conso doublée.

Faux, je répète :

Pour la partie afférente à la résistance aérodynamique, en doublant la vitesse de croisière (à rendement moteur constant)
la puissance nécessaire est multipliée par 8 (et non 4) (cube de la vitesse)
la consommation est bien multipliée par 4 (carré de la vitesse)

Exemple :
100 km/h 5 l/100 (dont 1l pour vaincre la résistance au roulement)
200 km/h 17l/100 (dont toujours 1l pour vaincre la résistance au roulement)

[Remundo]

Il est facile d'extrapoler en faisant varier les facteurs ...

On se rend compte, que grosso modo, pour doubler la vitesse de croisière, on multiplie la puissance par 4 (et la consommation d'essence/Diesel aussi). .

Je précise là aussi :
Pour la partie afférente à la résistance aérodynamique, en doublant la vitesse de croisière (à rendement moteur constant)
la puissance nécessaire est multipliée par 8 (et non 4) (cube de la vitesse)
la consommation est bien multipliée par 4 (carré de la vitesse)

Et, pour une voiture "classique", à partir de 100 km/h la résistance aérodynamique est prépondérante

Nous sommes d'accord.

Cependant, les gains sur le rendement moteur ne compensent pas l'augmentation drastique du besoin énergétique lorsqu'on augmente la vitesse. En clair, augmenter la vitesse, c'est toujours consommer plus, et généralement bien plus que proportionnellement à la vitesse.

Pour la recharge par induction le long des routes, cela nécessite des infrastructures qui ne seront jamais construites, de plus le rendement de transfert énergétique est "moyen". Il est bien plus simple de prendre une "paire de cuivre", pour parler clair : une prise électrique.

[sceptique]

C'est exact, Remundo.

D'ailleurs un petit exemple en reprenant une voiture électrique de même caractéristique que dans les posts précédents (coef roulement 0.010; SCx 0.60; 1000kg vitesse stabilisée)
54 km/h (15 m/s); roulement 100 N résistance air 81 N ; puissance consommée 2.7 kW; 5 kWh pour 100 km
108 km/h (30 m/s); roulement 100 N résistance air 324 N ; puissance consommée 12.7 kW; 11.8 kWh pour 100 km
144 km/h (40 m/s); roulement 100 N résistance air 573 N ; puissance consommée 22.9 kW; 18.7 kWh pour 100 km
On voit la progression au carré de la résistance de l'air et au cube de la puissance correspondante.
retenons :

Code : Tout sélectionner

054 km/h; puissance consommée 02.7 kW; 05.0 kWh pour 100 km (résistance de l'air 45 %)
108 km/h; puissance consommée 12.7 kW; 11.8 kWh pour 100 km (résistance de l'air 76 %)
144 km/h; puissance consommée 22.9 kW; 18.7 kWh pour 100 km (résistance de l'air 85 %)

Ceci correspond donc à des conditions "idéales". Dans la pratique, il y a toujours des démarrages( sinon ... ) accélérations, ralentissements qui augmentent fortement la consommation. Ce facteur, très important en ville, est proportionnel au poids.
Sans parler des accessoires : phares, radio, clim ...

Bref, il est clair que la vitesse est l'ennemie N°1 de la voiture électrique. Le N°2 étant le poids. Ceci étant inversé en ville.
Il est donc "idiot" de proposer une électrique roulant à 130 km/h. En baissant à, par exemple 80 km/h, on peut notablement gagner sur la puissance nécessaire, la structure (moins de contraintes), le poids total, la consommation, l'autonomie. A ce stade, on peut d'ailleurs réduire le poids des batteries, d'où un nouveau cycle vertueux : gain de poids, de puissance, de consommation ! etc ...

En concevant un véhicule dédié (et non une tentative de clone d'une thermique) on arrive donc à des véhicules urbains (50 km/h) ou péri-urbains(80 km/h) avec des coûts considérablement réduits. Mais est ce encore une "voiture" ?

Le paradoxe est que de tels véhicules en version thermique (mieux hybride) consommeraient entre 0.5 et 2 litres aux 100 km !

[Herv12]

Le paradoxe est que de tels véhicules en version thermique (mieux hybride) consommeraient entre 0.5 et 2 litres aux 100 km !

C'est ce qui fait dire à certains que le VE ne percera jamais (enfin pas dans un proche avenir). Fondamantalement, ils ont raison, mais ce serait dommage.

[mahiahi]

Tout dépend de la fourniture d'électricité :

• avec du Carboné, on peut recharger des véhicules personnels sans problème, mais la pollution par rapport aux thermiques n'est que déplacée (autour des centrales) et un peu augmentée (avec les pertes) ;
• avec du Nucléaire, on peut se permettre de recharger la nuit des véhicules personnels (le jour, c'est dommage) ;
• avec de l'Hydraulique ou de la Biomasse, on n'aurait pas de problème, mais je vois mal un niveau de production compatible avec des transports électriques ;
• avec de l'intermittent (PV, Éolien), il faut un mode de stockage de la production non consommée immédiatement : les voitures à air comprimé ou à hydrogène deviennent alors plus intéressantes.

Évidemment, nous aurons encore longtemps une production variée, mais le déclin du Carboné et du Nucléaire (sauf revirement rapide) sont déjà en cours.

Loooongtemps après, les véhicules personnels auront disparu

[sceptique]

Tout dépend de la fourniture d'électricité :

• avec de l'intermittent (PV, Éolien), il faut un mode de stockage de la production non consommée immédiatement : les voitures à air comprimé ou à hydrogène deviennent alors plus intéressantes.

Il suffit de stocker l'intermittent dans des batteries amovibles. Avec un véhicule urbain dédié (voir plus haut) nul besoin de 200 kg de batteries. Quelques packs de 10 kg (amovibles à la main) suffisent selon l'autonomie désirée. Il "suffit" donc d'avoir quelques packs supplémentaires pour absorber le courant intermittent. Mieux : un système de location simplifié ou les packs sont centralisés et rechargés par des éoliennes ou PV. Dans ces conditions on peut faire des véhicules avec peu d'autonomie (50 km par exemple) et où l'échange de batteries est facile (contrairement au système envisagé avec il est vrai 200 kg de batteries).
Lors de l'échange (par l'utilisateur ou un employé) un appareil teste automatiquement l'état de santé de la batterie pour éviter de donner ou recevoir une batterie "pourrie".
Avec un tel système (à base éolien ou PV donc) seul une fraction (20-40 % ?) des batteries est en circulation les autres absorbent les inégalités de production.

[mahiahi]

Tu supposes que l'électricité n'est destinée qu'aux véhicules?
Mais dans tous les cas, il faudrait un stock énorme de batteries ET un maillage serré d'éoliennes/panneaux PV, pour que les conducteurs puissent refaire le plein dans leur zone d'autonomie (25km = 50/2)

[sceptique]

Tu supposes que l'électricité n'est destinée qu'aux véhicules?

Non, mais ce serait un moyen élégant d'utiliser en partie une énergie intermittente problématique en passant par un réseau local. Cela soulagerait d'autant le réseau principal RTE.

Mais dans tous les cas, il faudrait un stock énorme de batteries ET un maillage serré d'éoliennes/panneaux PV, pour que les conducteurs puissent refaire le plein dans leur zone d'autonomie (25km = 50/2)

Un petit calcul donc. Prenons une agglomération avec 1 000 000 de tels véhicules parcourant 10 000 km par an (30 km par jour, facile d'extrapoler à plus). Comptons 5 kWh aux 100 km pour un tel véhicule (optimal je rappelle).
Un pack de 10 kg donne 20 km d'autonomie. 2 packs suffisent en usage courant (avec échange à volonté). Avec1 pack en réserve par véhicule on arrive à 2 millions de packs sur les véhicules et 1 million en réserve. Soit 30 000 tonnes.
Avec des véhicules électriques "classiques" cela permettrait d'alimenter seulement 150 000 voitures.

Pour le maillage des éoliennes (par exemple) elles peuvent quand même être à quelques km et reliées par un cable dédié.
Certes tout cela nécessite des infrastructures mais c'est techniquement possible. Et le cout final (financier mais aussi écologique) du km parcouru serait bien moindre qu'actuellement. Encore plus si une bonne partie de ces véhicules est en système "autolib" dans les zones denses.

Par exemple, avec une agglomération de 20 km x 20 km (Paris : 10x10 en ordre de grandeur) en comptant une station d'échange de batteries tous les 4 km cela fait 25 stations. Au pire on est donc à 2.8 km de la station la plus proche (au centre du carré de 4 km on est à une demi-diagonale d'un sommet).

Enfin, avec de tels véhicules très légers (50 à 200 kg) on peut prévoir un pédalier apportant un petit supplément d'électrons. Avec en prime une subvention de la Sécurité Sociale par Wh comptabilsé . Et cela permet de ramener le véhicule à la station à 5-10 km/h (éviter cependant de tomber en panne au centre d'une cuvette car la montée ).

Rappel : à 2m/s (7.2 km/h) la résistance aérodynamique est négligeable. Sur le plat reste le frottement des pneus.
Avec un véhicule de 200 kg (conducteur compris) la force de frottement est de :
F = m * g * k (avec k = 0.010 mais on peut faire moins)
F = 20 N
P = F * V = 40 Watts
fournir 40 W pendant 25 minutes est plus que raisonnable !

Maintenant, tout ceci serait considérer par le citoyen lambda comme une insupportable régression par rapport aux "tanks" actuels capable de rendre ce service et en plus capable de faire Paris-Nice d'une traite avec la famille, les bagages et le chien.

[mahiahi]

Un pack de 10 kg donne 20 km d'autonomie. 2 packs suffisent en usage courant (avec échange à volonté). Avec1 pack en réserve par véhicule on arrive à 2 millions de packs sur les véhicules et 1 million en réserve. Soit 30 000 tonnes.

Tout cela suppose déjà une raréfaction très sensible du véhicule personnel (extrapole au pays, on compte 38 000 000 voitures, soit plus d'1 Mt en batteries, et il faut envisager celles en construction : 2Mt sont un minimum)

Pour le maillage des éoliennes (par exemple) elles peuvent quand même être à quelques km et reliées par un cable dédié.

Dans ce cas, tu acceptes de la perte, or le débit sera considérablement inférieur à l'actuel : je pense qu'on rend le véhicule individuel anecdotique, donc il resterait basé sur les Carbonés

Par exemple, avec une agglomération de 20 km x 20 km (Paris : 10x10 en ordre de grandeur) en comptant une station d'échange de batteries tous les 4 km cela fait 25 stations

Imagine le débit de ces stations

Enfin, avec de tels véhicules très légers (50 à 200 kg) on peut prévoir un pédalier apportant un petit supplément d'électrons
...
Maintenant, tout ceci serait considérer par le citoyen lambda comme une insupportable régression par rapport aux "tanks" actuels capable de rendre ce service et en plus capable de faire Paris-Nice d'une traite avec la famille, les bagages et le chien.

Oui, il ne sera possible de le faire accepter que quand le choix sera la marche ou ça

[GillesH38]

Maintenant, tout ceci serait considérer par le citoyen lambda comme une insupportable régression par rapport aux "tanks" actuels capable de rendre ce service et en plus capable de faire Paris-Nice d'une traite avec la famille, les bagages et le chien.

et si on accepte ça , il est probablement possible de faire tourner ça avec des carburants liquides produits par la biomasse, agrocarburants ou méthode plus "bourrine", carbonisation et réaction de Fischer-Tropsch avec le mélange CO + H2, nettement moins compliqué du point de vue technique .
En réalité tout ceci suppose que les gens n'aient plus assez d'argent pour acheter des "tanks". Mais dans les pays où cette situation est déjà le cas (l'essentiel du monde ), ils n'ont bien sûr pas plus d'argent pour acheter et entretenir un réseau électrique complexe. La solution qui s'impose naturellement est toute autre : peu de véhicules à essence, mais collectifs ou taxis, on ne s'en sert que de temps en temps, et sinon, on adapte sa vie pour ne pas en avoir besoin.

[mahiahi]

la biomasse, agrocarburants ou

Tu mets les agrocarburants en dehors de la biomasse?

[GillesH38]

non, je voulais dire que la biomasse peut soit fournir des agrocarburants sous forme d'huiles ou d'éthanol, soit donner simplement du charbon de bois transformable en hydrocarbures par Fischer -Tropsch .. (ou encore plus simple : le bon vieux gazogène !)

[Remundo]

Bref, il est clair que la vitesse est l'ennemie N°1 de la voiture électrique. Le N°2 étant le poids. Ceci étant inversé en ville.
Il est donc "idiot" de proposer une électrique roulant à 130 km/h. En baissant à, par exemple 80 km/h, on peut notablement gagner sur la puissance nécessaire, la structure (moins de contraintes), le poids total, la consommation, l'autonomie. A ce stade, on peut d'ailleurs réduire le poids des batteries, d'où un nouveau cycle vertueux : gain de poids, de puissance, de consommation ! etc ...

En concevant un véhicule dédié (et non une tentative de clone d'une thermique) on arrive donc à des véhicules urbains (50 km/h) ou péri-urbains(80 km/h) avec des coûts considérablement réduits. Mais est ce encore une "voiture" ?

Le paradoxe est que de tels véhicules en version thermique (mieux hybride) consommeraient entre 0.5 et 2 litres aux 100 km !

Tu mets le doigt sur un problème très juste : le cercle vicieux des masses et surmasses induites, que l'on peut renverser en spirale vertueuse en demandant un peu moins, mais suffisamment pour un service convenable. En fait on retrouve les design à faible impact énergétique, et c'était des VRAIES voitures.

Imagine une Citroën AX en hybride... Un vrai chameau.

Ce matin au feu rouge, il y avait à ma gauche une Twingo dernier modèle et à ma droite une vieille 309 GRD. La Twingo est bien plus grosse et haut de gamme que cette 309 GRD (Grande Routière Diesel), alors que celle-ci était la moyenne-gamme très convenable des années 1980. On est partie dans le délire technique alors que la pénurie énergétique aurait précisément dû diminuer le gabarit et la puissance des véhicules.

[Herv12]

out dépend de la fourniture d'électricité :

avec du Carboné, on peut recharger des véhicules personnels sans problème, mais la pollution par rapport aux thermiques n'est que déplacée (autour des centrales) et un peu augmentée (avec les pertes) ;

Pas sur!
Tout dépends de l'utilisation:
- sur autoroute, c'est possible
- En ville le VE est plutôt moins polluant:

Rendement d'un VT en ville = ~10%
Rendement d'un VE = 0.7 x centrale CCCG 0.5 x transport 0.9 = 30%

Même au charbon ça le fait encore....

[energy_isere]

Le gouvernement précise son plan de soutien au véhicule électrique

03 Oct 2012 Usine Nouvelle

Les ministres du Redressement productif, Arnaud Montebourg, de l'Ecologie, Delphine Batho, et des Transports, Frédéric Cuvillier, "ont retenu la mise en place d'un tarif préférentiel sur les péages autoroutiers et pour le stationnement des véhicules électriques".
"Mission Hitzman". C’est ainsi qu’a été baptisé ce plan dévoilé par le gouvernement, mercredi 3 octobre, du nom du haut fonctionnaire de Bercy chargé du dossier. Il vise à faciliter l'essor de la voiture électrique et des bornes de recharge au niveau national.

Au menu : un tarif préférentiel pour les péages autoroutiers ainsi que pour le stationnement des véhicules électrique. Par ailleurs, le gouvernement a confirmé la prolongation à 2013 du bonus écologique de 7 000 euros mis en place cette année pour les voitures électriques et son extension aux entreprises et aux acheteurs publics.

"Ce que nous voulons, c'est qu'en plus d'un bonus à l'achat, il y ait un bonus d'usage", a précisé Delphine Batho lors de la conférence de presse. Autre enjeu essentiel : la recharge pour laquelle le gouvernement s’est engagé à faciliter son implantation dans les copropriétés.

Ces mesures devraient être mises en place "avant la fin de l’année", a assuré Arnaud Montebourg. Et le ministre du Redressement productif met tout en œuvre afin de vanter les mérites de la voiture électrique. Ce mercredi, il est arrivé à l’Elysée, pour le Conseil des ministres, au volant d’une Renault Zoé. Joli coup de pub… mais rattrapé de vitesse dans les rues de Paris.

Devant les caméras de BFM TV, Arnaud Montebourg a commis un excès de vitesse, poussant la Zoé à 66 km/h dans les rues de la capitale, alors que la vitesse y est limitée à 50 km/h, pointe le site Le Lab.

http://www.usinenouvelle.com/article/le ... ue.N183326