"Il n’y a pas de crise de l’énergie, il y a une crise de l’ignorance"
- Richard (...)
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Aluminium, bisphénol A, parabens, phtalates, pesticides..., les substances toxiques se multiplient. Avez-vous modifié votre consommation ?
Partie 2 : Voiture à hydrogène et voiture à air comprimé
Article publié le 5 février 2009
"Nous vivons une époque aux défis extraordinaires -
une époque où nous avons appris à marcher sur la lune, mais pas encore à marcher sur la terre"
William S. Becker [Citation en exergue dans le rapport du , "A renewable Energy Community : key elements", US Department of Energy, Carlisle et al, janvier 2008]
De Shangaï à Los Angeles, de Paris à Mexico, les citadins du monde entier sont aujourd’hui asphyxiés par la pollution automobile. Les fameux et fumeux moteurs à combustion interne des véhicules actuels posent de sérieux problèmes au niveau sanitaire, ils émettent des particules et des gaz toxiques et sont très bruyants. Selon la commission européenne, plus de 400 000 européens meurent prématurément chaque année à cause de la pollution atmosphérique, et cette pollution a également un impact sur la productivité des travailleurs, impact dont les conséquences se chiffreraient à plusieurs milliards d’euros. La pollution automobile tue davantage que les accidents de la route. De plus, ces moteurs thermiques ont intrinsèquement un rendement très faible, 20% en usage normal (18% pour le moteur essence, 23% pour le moteur diesel [1] ). Cela signifie que quand vous achetez un litre de carburant, seul un cinquième de ce litre fera effectivement avancer votre véhicule, le reste sera perdu. Intéressant pour celui qui vend le carburant, beaucoup moins pour celui qui l’achète...
La voiture à hydrogène bon marché, un mythe ?
La voiture à hydrogène est parfois annoncée comme la panacée, et certaines personnes, et en premier lieu Georg W. Bush, se sont même aventurées à parler d’ « économie hydrogène ». C’est oublier qu’il faut produire le dihydrogène… Lors de la production du vecteur dihydrogène par électrolyse de l’eau, on perd 30% de l’énergie électrique initiale (et on consomme 9 kg d’eau pour obtenir 1kg de dihydrogène). Il faut ensuite comprimer le gaz obtenu puis le transporter (photo ci-contre), le stocker, et enfin le distribuer, d’où de nouvelles pertes énergétiques importantes. En bout de chaîne, l’hydrogène alimente une pile à combustible, dont les rendements standards sont aujourd’hui d’environ 50%. Spécialiste des piles à combutible, Ulf Bossel conclue que le rendement global est 4 fois plus faible qu’avec une utilisation de l’électricité pour alimenter une voiture 100% électrique à batterie [10]. Cela signifie que si l’on passait à une économie hydrogène, il faudrait 4 fois plus de centrales électriques que si on passait à une économie basée sur l’électricité. Face à cette réalité, l’hydrogène fait aujourd’hui de moins en moins de bulles [11]
La voiture à air comprimé
C’est à Nantes qu’a été mise en place, en 1879, la première ligne de tramways à air comprimé du monde [12]. La société MDI [12’] utilise aujourd’hui ce concept appliqué à l’automobile. De l’électricité est utilisée pour comprimer l’air, air qui se détend ensuite et met en marche le moteur. Le rendement de la compression est de 60%, celui de la décompression de 60% également, d’où un rendement global de 36%. Ce rendement, qui pourrait s’améliorer dans le moyen-terme (récupération de la chaleur résultant de la compression de l’air en vue d’améliorer le rendement du système [13] ), reste aujourd’hui plus de 2 fois inférieur à celui de la voiture électrique à batterie. Cela signifie que si nous passions à une économie basée sur air comprimé, nous aurions besoin de deux fois plus de centrales électriques que si nous passions à une économie basée sur l’électricité-batterie. Les performances annoncées par MDI laissent sceptiques de nombreux experts ; L’Ecole des Mines a d’ailleurs publié des rapports critiques sur le sujet. Conclusion de l’un de ces rapports : "Nous avons pu montrer ici que l’autonomie du MDI CAT était estimable a une quarantaine de kilomètres lorsque que l’on considère son fonctionnement en zone urbaine et le système de détente étagée telle que nous l’avons simulée (...) Cette autonomie est faible et est soumise à l’influence de paramètres importants comme la température extérieure ou la consommation des accessoires. En effet en hiver, de nuit, et/ou sous la pluie (fonctionnement des essuie-glace et des phares), il est probable que l’autonomie descende en dessous du seuil des 40 km" [page 32, 13’]. La simplicité du stockage énergétique de la filière air comprimé, son bilan environnemental et son coût potentiellement bas n’en demeurent pas moins séduisants. Au niveau pollution sonore, des progrès restent également à accomplir.
Cet article est le second d’une série de trois :
1 - Qu’attendre des agrocarburants ?
2 - Voiture à hydrogène et voiture à air comprimé
3 - Voiture électrique et voiture 2.0 (à venir)
Thèmes
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(IP:xxx.xx0.205.119)
le 5 février 2009 à 13H15
Comme carburant je propose l’huile de genoux : gratuite, non polluante, inépuisable, excellente contre l’obésité et fortement incitatrice de l’utilisation des transports en commun. :-p
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 5 février 2009 à 16H09
Le rendement énergétique chez l’homme n’est pas très élevé. "Entre 20 et 25 % de l’énergie chimique est transformée en énergie mécanique pour les sportifs de très haut niveau" http://www.planete-energies.com/con...
Mais attention : il s’agit de transformation par le muscle de biomolécules qui ont été synthétisées précédemment. Le bilan global est plus faible. Par exemple, la synthèse du glycogène est consommatrice en énergie.
En somme, c’est le même type de problème qu’avec les agrocarburants.
par Kalki (IP:xxx.xx8.34.180)
le 5 février 2009 à 18H18
Et si on arretté de courrir autour du monde en voiture, et en avion ?
Et si on apprenais a vivre a prendre le temps de vivre, prendre le temps de bien vivre, et de ne pas impacter un stress et des travaux parfois insurmontable.
par matthius1 (IP:xxx.xx5.140.12)
le 6 février 2009 à 20H23
Vous comparez une voiture électrique avec une voiture à air comprimé qui utiliserait l’électricité.
Or il est possible de stocker l’air comprimé directement dans les stations services. Je ne pense pas que l’air comprimé dans les stations services aurait besoin d’électricité pour être produite. Aussi vous oubliez la perte d’énergie dans la production d’électricité.
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 6 février 2009 à 20H29
Bonjour Matthius,
Le rendement du moteur à air comprimé (30%) reste bien entendu toujours le même, que l’air soit comprimé via un compresseur électrique ou directement (mécaniquement ou thermiquement) par les renouvelables. Dans le cas d’une compression éolienne directe, le rendement de compression est au mieux de 70% avec les technologie les plus avancées [12’’] (ceci au lieu de 60% avec le compresseur électrique). Soit un gain de 3%. (60% x 30% = 18% ; 70% x 30% = 21%). Cela ne changerait donc rien au problème (et ceci même si le rendement de conversion d’un alternateur d’éolienne est d’environ 95% et non de 100%), mais cela en créerait d’autres : l’air comprimé serait alors produit au niveau des fermes éoliennes ou solaires, et il faudrait alors le transporter jusqu’aux stations-service. Compte-tenu des très grands volumes en jeu, les 3% à 8% de gain au niveau de la production ne permettrait pas de compenser la consommation énergétique liée au transport. Il y aurait alors toujours le facteur 4 sus-mentionné de différence. (Les technologies de stockage de l’air comprimé sont par contre pertinentes pour lisser la production d’électricité éolienne, mais ce n’est pas directement le sujet ici).
(IP:xxx.xx3.70.4)
le 14 février 2009 à 14H43
Olivier Daniélo, vous dites que « Le rendement énergétique chez l’homme n’est pas très élevé » mais 70 Kg de mécanique peu efficace sont préférables à 1200 Kg de mécanique efficace ! Tentez, comparons un cycliste de 70 Kg et une voiture de 1200 Kg, consommant 6 litres/100, parcourant chacun 20 km par jour :
1 litre d’essence = 33 mégajoules (millions de joules) ( http://fr.wikipedia.org/wiki/carburant )
4 tranches de pain d’épices = 560 calories ( http://www.obesite-sante.com/calori... ) = 2,35 mégajoules ( http://www.1000conversions.com/trav... ) (4 tranches de pain d’épices sont le surplus d’alimentation quotidienne nécessaire au cycliste, à la louche)
20 km en voiture : 1,2 litres soit 39,6 mégajoules.
20 km à vélo : 2,35 mégajoules.
Conclusion : la voiture a consommé 15 fois plus d’énergie. Reste que la voiture est 17 fois plus lourde et que son rendement apparaît donc déjà comme meilleur, dans ce calcul il est vrai très approximatif.
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.21.206)
le 14 février 2009 à 15H56
Je vous invite à faire la comparaison avec un segway, un easyglider ou un bikeboard.
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.21.206)
le 14 février 2009 à 21H05
Le bilan carbone du jus d’orange http://www.lemonde.fr/planete/artic...
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.21.206)
le 14 février 2009 à 21H06
Le bilan carbone du jus d’orange http://www.lemonde.fr/planete/artic...
par JL (IP:xxx.xx6.77.2)
le 5 février 2009 à 13H18
Au sujet de la voiture à air comprimé : n’existe-t-il pas déjà une filière "air liquide" qui pourrait être adaptée ?
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 5 février 2009 à 15H24
Il y a une erreur au niveau du rendement de la voiture à air comprimé dans ce billet. Voici une correction :
— -
C’est à Nantes qu’a été mise en place, en 1879, la première ligne de tramways à air comprimé du monde [http://www.ouest-france.fr/2005/01/...]. La société MDI [http://www.mdi.lu/] utilise aujourd’hui ce concept appliqué à l’automobile. De l’électricité est utilisée pour comprimer l’air, air qui se détend ensuite et met en marche le moteur. Le rendement de la compression (avec un très bon compresseur) est de 60%. Ajoutons que le rendement d’un moteur à air comprimé ne dépasse pas 30% (sans compter les pertes de transmission jusqu’aux roues). Ce qui nous donne un rendement global de la prise où l’on branche le compresseur à la roue de la voiture inférieur à 18%. Cela signifie que si nous passions à une économie basée sur air comprimé, nous aurions besoin de 4 fois plus de centrales électriques que si nous passions à une économie basée sur l’électricité-batterie. Les performances annoncées par MDI laissent sceptiques de nombreux experts ; L’Ecole des Mines a d’ailleurs publié des rapports critiques sur le sujet. Conclusion de l’un de ces rapports : "Nous avons pu montrer ici que l’autonomie du MDI CAT était estimable a une quarantaine de kilomètres lorsque que l’on considère son fonctionnement en zone urbaine et le système de détente étagée telle que nous l’avons simulée (...) Cette autonomie est faible et est soumise à l’influence de paramètres importants comme la température extérieure ou la consommation des accessoires. En effet en hiver, de nuit, et/ou sous la pluie (fonctionnement des essuie-glace et des phares), il est probable que l’autonomie descende en dessous du seuil des 40 km" [page 32, http://www.econologie.com/calculs-d...]. Le journaliste Eric Nunès résume la position de L’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME) dans Le Monde : "Selon un calcul réalisé par l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME), les voitures développées par MDI auraient une autonomie d’environ 30 kilomètres. (...) Les sceptiques sont nombreux. Les annonces lues dans la presse sur la vente par MDI d’usines clés en main à la ville de Mexico et à Madagascar, démenties par Guy Nègre, n’éclairent pas sur l’état d’avancement des projets de l’entreprise. "L’idée d’une voiture à air comprimé est intéressante", estime un ingénieur de l’Ademe contacté par Lemonde.fr. "Si MDI a construit une voiture à air comprimé compacte avec une autonomie suffisante, il suffit d’en faire la démonstration devant l’Union technique de l’automobile et du cycle [UTAC, un organisme de certification] pour en faire la preuve." [http://www.webzinemaker.com/admi/m6...]. Pierre Podevin, ingénieur de recherche au CNAM (Conservatoire National des Arts & Métiers), « n’y croit pas personnellement, à cause de la faible quantité d’énergie emmagasinée dans l’air comprimé qui serait insuffisante pour donner une véritable autonomie à un véhicule. La preuve : 300 L d’air à 300 bars contient autant d’énergie que 1,2 L d’essence… » [http://www.terre.tv/blog/?p=66]. Un reportage (Complément d’Enquête) retrace l’aventure MDI [http://www.dailymotion.com/video/x7...].
La simplicité du stockage énergétique de la filière air comprimé, son bilan sanitaire et son coût potentiellement bas n’en demeurent pas moins séduisants. Une autonomie de 30 à 40km peut suffire pour certaines applications. MID annonce que son modèle AirPod coutera 6000 euros, s’il est homologué. Le maire de Nice s’est engagé à acquérir les premiers exemplaires produits après une éventuelle homologation (tests relatifs à la sécurité etc.), ceci à titre expérimental [http://afp.google.com/article/ALeqM...]. Au niveau pollution sonore, des progrès restent à accomplir [http://www.youtube.com/watch?v=_HE8...].
— - Et voici une comparaison plus précise voiture à air comprimé / voiture électrique : http://www.electron-economy.org/art...
par julienwifi (IP:xxx.xx4.100.141)
le 5 février 2009 à 17H06
Bonjour,
j’ai lu avec intérêt vos notes et votre blog, www.electron-economy.org, très complet.
Les défenseurs de la voiture électrique sont rares.
Je suis aussi un défenseur de la voiture électrique, mais alimentée par hydrogène.
En effet, les derniers progrès en combustion directe ou en pile à combustible, utilisant de l’hydrogène gazeux compressé à 700 bars et couplé avec des roues à moteur électriques intégrés (cf Active Wheel de Michelin), permettent des autonomies de 250 à 500 km, avec un plein en moins de 5 minutes. Ce qui n’est pas le cas des batteries au lithium.
De plus, l’hydrogène est le seul vecteur d’énergie capable de mouvoir des voitures, des bus, des camions, des navires, des bateaux pécheurs, des tracteurs et des avions. Ce qui n’est pas le cas des batteries au lithium. Avez-vous vu des bus, identiques à ceux des transport en commun en Europe, avec des batteries électriques ? Le contraire lui existe : des bus à hydrogène roulent dans 9 villes dans le monde.
Les moyens de productions d’hydrogène sont multiples : centrales nucléaires, centrales géothermique haute énergie, panneaux solaires, panneau photochimique produisant de l’hydrogène...
Enfin, mettre en place une infrastructure de distribution d’hydrogène permettra en plus de fiabiliser les réseaux de ligne à haute tension. Une production électrique / hydrogène délocalisée, pourra même éviter certaines lignes électriques.
Les freins des batteries au lithium sont multiples :
temps de charge long et rapport poids puissance faible (cf rapport du dernier Storhy)
durée de vie ne dépassant pas une année Regardez la durée de vie d’une batterie de téléphone mobile ou d’un ordinateur portable
rareté du lithium : avec les réserves nous ne pourrions qu’équiper que 1,5 millions de véhicules sur les 60 millions de véhicules produits chaque année. M Bolloré vient d’acheter une mine au lithium, preuve de sa rareté. Rareté qui reviendrait aux problèmes d’approvisionnement du pétrole que nous connaissons déjà
Fruit de deux années de travail, avec max, nous avons fait créé un blog dédié : www.alternative-hydrogene.fr
J’aurais plaisir à lire vos commentaires ou remarques, entre "passionnés"
Même si nous pourrions nous opposer sur le choix batterie lithium / hydrogène pour la voiture électrique, nous nous rapprochons autour d’un objectif commun qui se résumerait ainsi : zéro pétrole, zéro CO2, zéro pollution (et moins de bruit)
N’étant pas sectaire sur la voiture à batterie électrique, j’aimerais vous inviter à un débat "zéro pétrole - zéro CO2" avec les présidents des Young Democrats France, Jeunes Populaires, Jeunes Démocrates, MJS et tête de liste IDF aux européennes.
Electriquement vôtre
Julien Irondelle co-auteur www.alternative-hydrogene.fr
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 5 février 2009 à 17H11
Julien : "N’étant pas sectaire sur la voiture à batterie électrique, j’aimerais vous inviter à un débat "zéro pétrole - zéro CO2" avec les présidents des Young Democrats France, Jeunes Populaires, Jeunes Démocrates, MJS et tête de liste IDF aux européennes."
Merci Julien pour l’invitation ;) Olivier
(IP:xxx.xx1.233.253)
le 5 février 2009 à 17H11
Une question plus pertinentes que "quels seront les carburants de demain pour nos voitures ?" serait "roulera-t-on encore en voiture demain ?"
par julienwifi (IP:xxx.xx4.100.141)
le 5 février 2009 à 17H14
J’oubliais, contrairement à votre note (http://www.electron-economy.org/cat...) les rendements sur l’hydrogène via le méthane sont meilleurs que l’essence, cf extrait du site www.planete-hydrogene.fr d’Air Liquide ci-dessous. Le 0 % de CO2 reste la production d’hydrogène par électrolyse, avec de l’électricité produite sans CO2 :
Propriétés énergétiques
* Densité énergétique de l’hydrogène : 120 MJ/kg * Densité énergétique de l’essence : 42,7 MJ/kg * Densité énergétique du méthane : 50,4 MJ/kg
Caractéristiques d’une pile à combustible
* Tension aux bornes de la pile : 0,6 volt * Ampérage : 0,6 à 0,8 Ampères par cm2.
La voiture à hydrogène et à pile à combustible
* Caractéristiques pour une voiture de gamme moyenne : * Consommation : 1kg H2 /100 km * Autonomie : 500 km * Réservoir 5 kg d’H2 : 125 l H2 gaz à 700 bar, 75 l H2 liquide à -253°C * Station service : 1kg H2 /min, le plein complet en moins de 5 minutes * Emissions locales d’une voiture à hydrogène : 0g CO2/km et 90 g H2O/km * Emissions locales d’une voiture à essence (7 l/100km) : 160 g CO2/km et 75 g H2O/km
Calculs "du puits à la roue" (1)
* Emission "du puits à la roue" : d’une voiture à hydrogène(1) : 90+0 = 90 g CO2/km * Emission "du puits à la roue" d’une voiture à essence (7l/100km) : 30 + 160 = 190 g CO2/km * Rendements de production de l’hydrogène(1) : 58% * Rendements de production de l’essence : 88% * Rendement du moteur à combustion interne alimenté en essence : 19% * Rendement du moteur électrique alimenté par une pile à combustible : 50% * Rendement énergétique d’une voiture à essence : 88x19 = 17% * Rendement énergétique d’une voiture à hydrogène : 58x50 = 29%
Les cibles à atteindre
* Coût de la pile à combustible : 30 $/kW (soit 2 200€ pour une puissance de 100 CV) * Durée de vie : 5000 h (soit 250 000 km pour une vitesse moyenne de 50 km/h) * Coût(2) de l’hydrogène : 3 à 5 € (HT) /kg, soit 3 à 5 € pour 100 km * Coût de l’essence : 3,5 € (HT) pour faire 100 km (7l/100km, 1,5 €/l, 66% de taxes)
(1) : les calculs "du puits à la roue" tiennent compte des quantités de CO2 émises lors de la production du carburant (hydrogène ou essence) et lors de son utilisation dans le véhicule. Dans ce cas, l’hydrogène est produit par reformage centralisé du méthane et distribué par canalisation. Sources Eucar-Concave 2007. (2) : données DOE (Department of Energy, USA), coûts hors taxes.
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 6 février 2009 à 02H14
@Julienwifi
Bonjour,
Je ne vois pas intervenir l’énergie utilisée pour comprimer l’hydrogène à 700 bars, sur ces calculs. Si la compression de l’air est jugée très inefficace par Mr Daniélo pour atteindre 350 bars, cela devrait être 2 fois pire pour 700bars, surtout si cette énergie importante n’est pas réutilisée.
Si vous voulez que l’hydrogène trouve grâce à ses yeux, il faudrait imaginer une voiture à double effet : utiliser la décompression de l’hydrogène à 700 bars, puis seulement l’oxyder :- ?
ps : j’avais mis un commentaire sur votre intéressant blog, mais il semble qu’un bug vous empêchait de le voir.
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 6 février 2009 à 23H33
Bonjour, j’ai eu le temps d’approfondir votre présentation :
avec 120MJ/kg l’hydrogène donne bien la plus forte densité énergétique massique ;
à cela il faut ajouter l’énergie correspondant à la pression du gaz, soit 25MJ pour le réservoir de 125l à 700bars, si je ne me trompe, soit 4% des 600MJ d’énergie chimique : marginal je vous l’accorde, mais ce serait suffisant pour faire rouler une petite voiture :-)
Concernant vos calculs, quelles sont les masses en jeux utilisées pour le calcul ? chassis, actionneur électrique+contrôle+pile à hydrogène+réservoir+charge utile...
Merci par avance !
par julienwifi (IP:xxx.xx4.100.141)
le 5 février 2009 à 17H17
Peux-tu m’envoyer tes coordonnées à julien.irondelle@alternative-hydrogene.fr ?
Je t’enverrais l’invitation au débat prévu pour avril-mai.
@+
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 5 février 2009 à 17H22
OK Julien ;)
par Pierre de lune (IP:xxx.xx6.102.133)
le 5 février 2009 à 17H24
Vous n’abordez pas le problème de la sécurité lors de l’utilisation de l’hydrogène. En utilisation dans un laboratoire, je m’en méfiais comme de la peste, la moindre fuite et Boum !! Les voitures à gaz liquéfié sont déjà interdites dans les parkings, alors des voitures à hydrogène !!
par julienwifi (IP:xxx.xx4.100.141)
le 5 février 2009 à 18H45
@ Pierre de Lune
Sécurité du stockage H2, tout est dans ce document : http://www.poles-competitivite.com/...
Devinette : en cas d’accident de voiture quel réservoir est le plus sûr Essence ou Hydrogène ? (voir p29 à 37)
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 5 février 2009 à 19H17
Pierre,
Merci pour le lien.
Olivier
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 6 février 2009 à 01H49
Comme vous avez supprimé mes commentaires techniques de votre blog, je préfère écrire ici où vous ne pouvez plus exercer vos talents de censeurs.
Si vous êtes bricoleur amateur, vous aurez des outils électriques... mais demandez à un mécanicien de travailler sans ses outils à air comprimé !
Le Rafale, le Char Leclerc : ils ne fonctionnent pas sans les accumulateurs à air/gaz comprimé. Quand on veut de la puissance sur les systèmes hydrauliques des tracteurs, pelleteuses, gros engins, on met des batteries électriques ? Non, on met des accumulateurs à air/gaz comprimé, comme http://www.olaer.fr/ ou http://www.hydroleduc.com/site/accu...
Quand on veut être sûr que les générateurs diesels électriques de secours d’un hôpital ou d’un datacenter informatique démarrent, on met des batteries et un démarreur électrique ? non, on fait démarrer à l’air comprimé.
Les outils si agréables de votre dentiste, ils fonctionnent à ... l’air comprimé.
Quand on veut des machines outils fiables, on utilise... et oui, l’air comprimé !
Et quand les propriétaires d’éoliennes veulent stocker l’électricité dont le réseau n’a pas besoin, ils achètent des batteries électriques ? Non, ils préfèrent comprimer de l’air. Avec aujourd’hui 40% d’efficacité énergétique sur le cycle compression/stockage/décompression/génération électrique (soit 63% en moyenne à chaque phase) et bientôt 70% (soit 84% à chaque phase). http://www.enerzine.com/3/2492+EnBW...
Donc vous avez raison, l’air comprimé ne permet pas de stocker d’énergie et est toujours moins efficace que les batteries électriques.
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 6 février 2009 à 02H28
Les technologies de stockage à air comprimé sont bien entendu pertinentes pour lisser la production intermittente de l’électricité éolienne (au même titre que les stations STEP, pompage/turbinage), mais ce n’est pas le sujet ici.
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 6 février 2009 à 03H30
@Olivier Daniélo
Vous dites : "Les technologies de stockage à air comprimé sont bien entendu pertinentes pour lisser la production intermittente de l’électricité éolienne"
1- quand on stocke dans des cavités souterraines, ça commence à être un sacré lissage. C’est comme quand vous "lissez" les commentaires qui ne vous plaisent pas et qui disparaissent de votre blog :-)
2- selon http://www.enerzine.com/3/2492+EnBW..., les installations de stockage électrique par air comprimé actuelle ont 40% de rendement. On peut d’ores et déjà tirer 2 conclusions : -> les batteries actuelles ont moins de 40% de rendement, sinon un industriel n’investirait pas des millions dans de l’air comprimé ; -> le chiffre de 18% que vous affichez pour le rendement du cycle compression à partir d’électricité/décompression est clairement sous-estimé.
En outre, le rendement prévu pour la prochaine génération est de 70%, en récupérant la chaleur produite ou absorbée lors des différentes phases. cela correspond a des rendements de 70%=84%*84% environ pour chaque phase, en tout cas au minimum de 70%.
"mais ce n’est pas le sujet ici."
Oui, j’oubliais, le sujet c’est la propagande pour les véhicules électriques et les batteries polluantes à fabriquer et à recycler, et lourdes à transporter, c’est bien cela ? On va bien voir, dans la 3ème partie, quel suspens !
par sobriquet (IP:xxx.xx0.253.166)
le 6 février 2009 à 02H07
Merci pour cette série d’articles très intéressants.
Pour une voiture à air comprimé, 40 km d’autonomie peut déjà être intéressant. Cela peut par exemple servir pour les trajets intra-urbains. J’imagine que si l’on limite sa vitesse à 50 km/h, éventuellement 80 en pointe, et que l’on adapte les équipements à une telle vitesse pour limiter le poids, on peut gagner davantage d’autonomie ?
Je me demande quelle quantité d’énergie est nécessaire pour recharger une voiture à air comprimé ? Combien de temps, si l’on imagine pouvoir la brancher sur une prise secteur standard ?
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 6 février 2009 à 02H40
@sobriquet :
Tout à fait d’accord avec vous.
Mais le résultat de 40km est issu de calculs sur lesquels il n’y pas accord, et c’est pourtant le seul qui est propagé, certainement pour favoriser un débat ouvert.
Note : au cas où vous n’avez pas vu mon commentaire dans la première partie de cet article, Mr Daniélo a effacé de son blog, où figure la première version de cet article, tous les commentaires qui n’allaient pas dans le sens de la voiture électrique...
Effectivement, le principal gain induit par un véhicule à air comprimé est sa légèreté : éviter de transporter du poids inutile c’est la meilleure manière d’économiser.
Les voitures à air comprimé que j’ai vues se chargent directement par un tuyau d’air comprimé à 350 bars provenant de nourrices. Le chargement est alors très rapide, quelques mn.
L’utilisation de nourrices fixes est plus intéressant qu’un compresseur électrique, qui n’était imaginé que comme un secours de toute façon. En effet, une nourrice permet une grande rapidité de chargement. Elle permet aussi d’utiliser en co-génération la chaleur produite naturellement par la compression de l’air, ce qui conduit à une très grande efficacité énergétique.
Tant qu’à bruler du mazout dans une chaudière, autant faire de l’air comprimé avec et utiliser la chaleur qui reste au chauffage.
La compression pourra aussi se faire avec des concentrateurs solaires thermiques, pour enfin obtenir des maisons autonomes, y compris sur le transport. Et la tonte du gazon, avec la tondeuse à gazon à air comprimé ;-)
Les développements technologiques de l’air comprimé sont lents car ils ne bénéficient d’aucune subvention, ni nationale ni européenne, contrairement aux filières défendues par les industriels de l’automobile ou du pétrole.
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 6 février 2009 à 02H31
"Je me demande quelle quantité d’énergie est nécessaire pour recharger une voiture à air comprimé ? "
Bonjour Sobriquet,
Il faut 3,5 fois plus d’énergie qu’avec le véhicule équivalent à électricité-batterie : http://www.electron-economy.org/art...
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 6 février 2009 à 03H07
Ce chiffre de 3,5 est faux...
1- comme les batteries et les moteurs électriques sont au moins 2 fois plus lourds que l’équivalent air comprimé, l’énergie nécessaire à l’accélération et au roulement est 2 fois moins grande pour l’air comprimé. L’efficacité énergétique de transport, qui sert à déplacer le conducteur et 1 ou 2 passagers, disons une masse utile de 100kg en moyenne, sera donc de :
100kg utiles/(100Kg+200kgchassis+100kgair)=25% pour l’air comprimé ;
100kg utiles/(100Kg+200kgchassis+200kgbatteries)=20%
2- l’efficacité énergétique depuis le réservoir nourrice d’air comprimé aux roues est de l’ordre de 50%, l’efficacité énergétique depuis la prise électrique aux roues via le moteur électrique est de l’ordre de 66%.
L’efficacité énergétique globale de la voiture à air comprimé est donc environ : 25%*50%=12%
L’efficacité énergétique globale de la voiture électrique est donc environ : 20%*66%=13%
Compte tenu des incertitudes, on est à égalité.
Notez que le calcul est fait avec un chassis de 200kg dans les 2 cas. Un 4x4 électrique de 2000kg passerait directement à 100kg/2100kg=5% d’efficacité énergétique de transport, soit 3% de rendement global.
Bien sûr, si l’on tient compte de la faible efficacité énergétique de production de l’électricité (entre 20% et 40%) actuelle, le choix entre électricité et air comprimé n’est pas aussi tranché que l’on veut vous le faire croire...
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 6 février 2009 à 03H18
Curieux : "l’efficacité énergétique depuis le réservoir nourrice d’air comprimé aux roues est de l’ordre de 50%"
Réponse :
L’air ne se comprime pas tout seul. Pour le comprimer, on dépense de l’énergie. 40% de perte, même avec un bon compresseur. D’autre part vous surestimez le rendement du moteur à air comprimé et vous oubliez les pertes de transmission jusqu’aux roue.
Curieux : "l’efficacité énergétique depuis la prise électrique aux roues via le moteur électrique est de l’ordre de 66%."
Réponse :
Le chiffre que vous donnez n’est plus d’actualité. La filière électrique-batterie a fortement évolué ces 10 dernières années.
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 6 février 2009 à 03H55
1- Sobriquet a parlé de l’énergie nécessaire à charger une voiture à air comprimé. On charge un réservoir d’air comprimé avec de l’air comprimé qui vient d’un plus gros réservoir, où l’air est déjà comprimé.
L’énergie que l’on met dans la voiture est sous forme d’air déjà comprimé, la manière dont on a obtenu l’air comprimé, par éolienne, solaire thermique, ou co-génération de bois ne change pas la quantité d’énergie qui ne dépend que du volume, de la pression et de la température, pour un gaz donné.
Donc le rendement de compression n’a rien à faire là.
Si vous souhaitez maintenant comparer l’efficacité énergétique de compression de l’air par rapport à l’efficacité énergétique de production de l’électricité, c’est un autre problème.
2- j’ai pris le rendement d’un moteur à air comprimé à 60% et j’ai enlevé 10% de pertes mécanique pour la transmission aux roues, et je fatigue :-) j’aurais dû écrire 54% au lieu de 50%, je suis donc plutôt pessismiste.
3- vous dites "Le chiffre que vous donnez n’est plus d’actualité. La filière électrique-batterie a fortement évolué ces 10 dernières années."
J’avais mis la justification du calcul dans les commentaires que vous avez enlevé de votre votre Blog, allez les relire. Ils doivent vraiment vous plaire pour que vous les lisiez seuls :-)
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 6 février 2009 à 04H07
Oui, bonne idée : reposez-vous. Votre mauvaise foi et vos insinuations font peine à voir.
Pour information, vu que vous insistez lourdement, je n’accepte pas sur mon blog, et c’est mon droit le plus strict, les propos qui visent à salir de manière complètement infondée la réputation de l’ADEME ou de telle ou telle personne. Suite à vos agissements, les commentaires sur mon blog sont à présent pré-modérés. J’ai autre chose à faire que de surveiller ceux (heureusement rares) qui sombrent dans l’invective.
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 8 février 2009 à 13H21
@Olivier Daniélo
"Je n’accepte pas sur mon blog,"
Il y a "Votre blog" et il y a les "Commentaires des Visiteurs". Le règlement de "OverBlog" est très clair sur cette distinction et précise que vous n’êtes en rien responsable des commentaires. Donc rassurez-vous, je comprend votre peur de l’indépendance et de la libre parole par les temps qui courent... au Mexique : http://www.voltairenet.org/article1...
Et tiens, quelle coïncidence, des responsables de compagnies pétrolières impliqués, ceux qui contrôlent aussi l’industrie automobile actuelle...
"les propos qui visent à salir de manière complètement infondée la réputation de l’ADEME ou de telle ou telle personne."
1- de quels propos parlez-vous ?
2- les commentaires sont clairement identifiés, l’ADEME ou telle ou telle personne (de qui parlez-vous ?) sont assez grandes pour se défendre, et j’assume ce que j’écris ;
3- "viser" désigne une intention. Vous avez connaissance des intentions à distance ?
4- "de manière complètement infondée" : si quelqu’un "vise à salir", pas besoin de fondement... Les seules choses qui pourraient être infondées sont des argument : il y avait donc des arguments ?
"Suite à vos agissements" :
Il y avait des agissements dans des commentaires sur internet ? Vous croyez à la télékinésie ? je comprend mieux l’efficacité des batteries électriques maintenant ;-)
Plutôt que de faire justice vous-même, je vous invite à respecter les commentaires de vos lecteurs. Je vous invite également à saisir le procureur de la République le plus proche de chez vous pour le saisir des "agissements" que vous avez observés. Vous pouvez aussi ajouter les qualificatifs habituels dans ce cas : extremistes de gauche, extremistes de droite, négationistes, révisionistes, racistes, terroristes,...
"les commentaires sur mon blog sont à présent pré-modérés."
C’est dur de vivre avec la peur au ventre en permanence... Mais vous l’annoncez bien à vos visiteurs au moins ?
"ceux (heureusement rares) qui sombrent dans l’invective."
tiré de http://fr.wiktionary.org/wiki/invective : "invective : 1. Parole ou suite de paroles violentes et injurieuses contre quelqu’un ou contre quelque chose. Sanglante, longue, furieuse invective. Se répandre en invectives contre quelqu’un."
Vous avez vu des paroles violentes ou injurieuses ?
Notes : 1- Je trouve très amusant le petit jeu d’appréciation des commentaires que je découvre avec vous ! vos commentaires arrivent toujours avec un vote de 1, et en même temps mon commentaire passe de 0 à -1...
2- ce samedi, le vote sur vos 2 articles était inversé : cliquer sur Oui enlève un point, sur Non ajoute un point, vraiment étonnant :-)
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 6 février 2009 à 03H41
Pourquoi le rendement de la prise à la roue est-il de seulement 18% avec la voiture à air comprimé ?
Réponse en image : http://idata.over-blog.com/1/23/41/...
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 6 février 2009 à 04H12
Mais pourquoi voulez vous mettre de l’électricité partout ?
On ne met pas d’électricité dans une voiture à air comprimé, on met de l’air comprimé...
C’est comme pour l’hydrogène, c’est un tuyau, qui vient d’un gros réservoir d’air comprimé...
Vous calculez aussi le rendement (le bon terme étant "efficacité énergétique", n’est ce pas ?) d’une voiture à essence ou d’une voiture diesel, ou d’une voiture à hydrogène, à partir d’une prise électrique ?
Si vous voulez calculez l’efficacité énergétique de la filière complète, alors regardons cela pour la voiture électrique :
l’électricité est produite en large majorité par du nucléaire en France, avec une efficacité énergétique de l’ordre de 20%. On perd environ 10% à chauffer les fils électriques, soit 18% d’efficacité énergétique pour arriver à la prise.
Avec l’efficacité énergétique de la voiture calculé auparavant à 13%, on arrive à une efficacité énergétique de l’uranium à la voiture électrique à batterie de 18%*13%=2%.
Et je n’ai pas pris en compte l’effet écologique de l’extraction de l’uranium, des terres rares nécessaires aux aimants des moteurs électriques et les joies chimiques de fabrication, transport et recyclage des batteries au bout de 3 ans.
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 7 février 2009 à 01H33
Voiture à air comprimé – Rendement “de l’éolienne à la roue” (via compression directe au niveau de l’éolienne ou via compression électrique) :
En image :
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.24.119)
le 6 février 2009 à 15H49
Pour information, la 3ème partie de cette série sera publiée lundi.
par Pierrot (IP:xxx.xx1.23.48)
le 7 février 2009 à 11H06
à @ l’auteur Olivier Daniélo,
Bonjour,
Votre diagnostic est bon, mais les remèdes présentés sont mauvais.
En effet, concernant le cycle complet du vecteur hydrogène : vous partez d’eau (ou d’une substance hydrocarbonée) que vous détruisez (par électrolyse ou autres voies chimiques) pour produire de l’hydrogène, vous le comprimez à haute pression (très énergivore)puis vous le retransformer en eau.
Dans ce cycle fermé, vous ne pouvez, au mieux, récupérer que la moitié de l’énergie que vous avez fournie pour fabriquer l’hydrogène.
C’est identique pour le cycle : air, air comprimé, moteur etc...
Ceci résulte des lois de la physique et est donc intangible quelque soit l’importance de la recherche où vous gagnerez que quelque % dans le bilan du cycle complet.
Cela reste vrai que votre énergie pour former l’hydrogène (ou l’air comprimé) fossile (gaz naturel, pétrole, charbon, bois) ou sans émission de gaz à effet de serre (nucléaire, hydraulique,éolien, solaire, géothermique ...)
Donc ces deux vescteurs énergétiques n’ont pas, à mon avis, un grand avenir même à long terme. Cela reste intéressant pour des sites isolés, iles, région s sans distribution électrique ...
Je suis désolé de vous décevoir.
Bonne journée.
par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.138.38)
le 7 février 2009 à 16H00
"Donc ces deux vecteurs énergétiques (hydrogène, air comprimé)) n’ont pas, à mon avis, un grand avenir même à long terme."
Bonjour Pierrot, C’est exactement ma conclusion.
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 7 février 2009 à 14H10
@Pierrot :
La thermodynamique est un art difficile, car les degrés de liberté y sont nombreux : il ne faut pas y rester prisonnier des habitudes :-)
Concernant l’hydrogène : aucune obligation de le compresser... C’est mieux pour du transport, mais on pourrait concevoir un système où la pression est aussi récupérée, si cela est intéressant.
Concernant le cycle compression/décompression de gaz : c’est énergivore si on n’utilise pas le second produit qui en résulte, le transfert de chaleur.
Quand vous poussez sur un piston dans un cylindre fermé rempli d’air, l’air est à la fois chauffé (40% environ) et comprimé (60%), la répartition indiquée étant obtenue aux vitesses couramment utilisées.
Si cette chaleur est simplement oubliée et jetée "par la fenêtre", alors c’est énergivore, c’est vraiment du gaspillage : c’est ce que font toutes les centrales de production d’électricité du monde, ainsi que tous les moteurs à combustion interne.
Si cette chaleur est récupérée et utilisée, alors on devient très efficace énergétiquement.
Par exemple, si chaque bâtiment qui a aujourd’hui un chauffage à mazout, au gaz, au bois ou encore pire, électrique, le remplaçait par un compresseur bien dimensionné, alors les 40% de chaleur dégagés seraient très utiles pour chauffer la maison.
Ce serait une co-génération compression/chaleur, pour chauffer votre maison et avoir l’énergie pour votre voiture, voire plus.
Mais vous pouvez aussi procéder différemment : si vous chauffer de l’air dans un cylindre, par exemple avec du soleil, alors il se comprime et peut ensuite pousser un cylindre. La compression obtenue thermiquement a une efficacité seulement limitée par la sortie de chaleur du cylindre, mais c’est de toute façon de la chaleur qui aurait abouti dans l’atmosphère... Et dans ce cas l’efficacité énergétique sera largement supérieure aux 15% d’une cellule photovoltaïque du commerce.
Un autre gros avantage d’une filière à air comprimée est la simplicité : il suffit de simple mécanique à piston, de réservoirs et de tuyaux, facilement accessible, réparables et réutilisables partout dans le monde.
par mathieu hangue (IP:xxx.xx1.196.141)
le 8 février 2009 à 10H39
Chacun y va de son commentaire très technique et savant mais oublie la question de fond :
Quel type de moyens de déplacement proposez-vous pour les 6 milliards d’humain ? La voiture individuelle ?
Et chaque voiture individuelle parcourra combien de milliers de km par an, 10 000, 20 000,30 000 ?
Même dans des villes comme Shangai, Le Caire ou Mumbay ?
MH
par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174)
le 8 février 2009 à 11H52
@Matthieu Hangue :
Vous avez tout à fait raison ! Mais cela demande tout de même un peu de travail technique pour distinguer l’enfumage de la réalité bien basique.
Pour limiter les déplacements au nécessaire, il faut pouvoir communiquer sans se déplacer. Les pays comme la Chine et l’Inde se sont lancés dans le déploiement de la fibre optique, seul moyen permettant des vidéo-conférence et du télétravail de qualité. Si pour les activités de service vous éliminez un jour de déplacement par semaine, vous gagnez 20%... Il faut aussi pouvoir produire plus localement, et là c’est principalement un problème d’économie. Mais aussi un problème industriel, et un véhicule assez simple pour être produit localement sera globalement plus efficace.
Ensuite, la mise en place de transports en communs gratuits et fréquents, voire qui s’adaptent dynamiquement à la demande, est essentielle. Si vous connaissez déjà des mégalopoles, elles ont souvent déjà des réponses bien mieux adaptées que nos villages comme paris ou lyon. Les petits taxis-bus en partage du Caire sont une merveille de souplesse et d’efficacité...
La mise aux point de véhicules de transports en commun légers et consommant moins fait que le gain sur leur coût d’exploitation peut faire économiser plus que le revenu généré par le paiement des usagers : le transport en commun devient gratuit...
En outre, de petits véhicules légers, simples et robustes, donc peu chers, deviennent compatibles avec un système de "location" comme les Velov/Velib, qui peuvent aussi être quasiment gratuits car sans frais de chauffeurs, et très utilisés de part leur souplesse.
Enfin, si vous diminuez la surface au sol des véhicules, par 4 par exemple, ce qui est raisonnable, l’occupation au sol diminue, la fluidité du trafic augmente, et les pertes en accélération diminuent drastiquement ...
A ma connaissance, seuls 3 technologies permettent de changer les transports aussi drastiquement et rapidement :
les fibres optiques, avec internet et les grands écrans de vidéo-conférence ;
les vélomoteurs/scooters électriques, déployés en masse en chine : pas parfaits à cause des problèmes de pollution et de masse des batteries, mais tellement moins polluants, lourds et encombrants que les voitures à essence ;
les voitures à air comprimé.
Ceci pour les villes.
En dehors des villes, avec de longues distances, il faudrait envisager une évolution importante des transports : sur de longues distances, la consommation majeure ne vient plus des accélérations, qui dépend de la masse, mais du frottement de l’air, sans parler du coût de construction et d’entretien des routes/autoroutes/rails.
Il faudrait plutôt envisager la construction de tubes sous vide, plus faciles et moins couteux (en argent et en énergie) que des routes en asphalte, avec des pentes contrôlées, qui élimineraient les risques d’accidents avec les technologies actuelles, ne serait-ce qu’en éliminant les aléas climatiques, et qui recueilleraient l’énergie solaire. Finalement un synthèse du train, de l’avion, de l’autoroute et des montagnes russes !
Il faut savoir imaginer un futur radieux pour le créer :-)
Quelle est votre idée du futur des transports ?
par mathieu hangue (IP:xxx.xx1.196.141)
le 16 février 2009 à 10H54
Je pense que notre "modèle" de société n’est pas transposable à 6 milliards d’Humains et la voiture particulière est un des piliers de ce modèle.
Si nous voulons que chaque humain ait un accès équitable à l’énergie et ce dans des limites qui n’hypotèquent pas l’avenir des générations futures, il va falloir repenser de façon radicale et profonde nos modes de production ET de consommation. Je ne suis pas sûr que la voiture individuelle y aura encore sa place...
La technique peut aider, mais je pense qu’il s’agit d’abord et essentiellement d’un problème politique.
MH
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