Moteur à air comprimé : Différence entre versions

Version du 17 février 2011 à 15:12

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Un moteur à air comprimé utilise uniquement des réserves d'air comprimé préalablement stocké dans le réservoir. Il est possible toutefois que des moteurs hybrides (air comprimé + essence ou autres énergies) apparaissent.

Histoire

La première utilisation d'un moteur fonctionnant à l'air comprimé remonte à l'époque du développement du chemin de fer.

Les premiers systèmes de Tomlinson (1820) aux États-Unis ou d'Andraud (1830) en France furent des échecs, car l'air comprimé circulait dans une conduite le long de la voie et la locomotive devait être équipée pour le prélever en continu.

Un nouveau système conçu par Andraud et Tessier de Motay, à Paris, en 1840, où la locomotive était équipée d'un réservoir que l'on remplissait en certains points du réseau, prouva la faisabilité du système.

C'est l'ingénieur Louis Mékarski qui perfectionna le système et le rendit tout à fait opérationnel en vue d'équiper des réseaux de tramways. Il fut utilisé à Paris de 1876 à 1879 sur le réseau des Tramways-Nord. Dès 1878, l'ensemble du réseau des tramways nantais étaient équipés de véhicules à air comprimé qui donnèrent satisfaction jusqu'en 1917.

À partir de 1890 d'autres villes s'équipent en tramways Mékarski comme Vichy (1895), Aix-les-Bains (1896), La Rochelle (1899) et Saint-Quentin (1901).

Des locomotives Mékarski étaient également en service sur l'Arpajonnais pour la desserte nocturne "silencieuse" des Halles de Paris jusqu'en 1933.

La mise en œuvre sur l'automobile a fait aussi l'objet de quelques réalisations. Efficace et beaucoup moins polluant que le véhicule électrique (par les composants de ses batteries), mais souffrant aussi d'une autonomie limitée, le concept semble oublié et ne bénéficie pour l'instant d'aucun lobby industriel pour sa promotion et son développement.

Une solution pourrait arriver par l'amélioration du rendement des moteurs à air comprimé. Deux entreprises s'y emploient actuellement, l'une Coréenne Energine, l'autre Française MDI. ^{[1] [2]}

A noter également un nouveau venu dans ce secteur K'Airmobiles ^[3] proposant des véhicules écologiques à air comprimé. A ce jour deux prototypes de véhicules à assistance pneumatique ont pu être réalisés et les responsables cherchent maintenant à se donner les moyens de développer plusieurs projets de véhicules urbains ou de loisir entièrement à propulsion pneumatique. (Arnaque ? méfiance !)

Application aux véhicules

Le choix du moteur à air comprimé pour l’automobile repose sur le souhait de disposer d'une énergie non polluante, stockable facilement et peu onéreuse.

Cependant le moteur à air comprimé nécessite de convertir avec un compresseur une énergie électrique en énergie pneumatique, comme toute conversion d'énergie, le cycle de transformation « électricité / air comprimé » entraîne des pertes.

A ce jour, aucun constructeur de véhicule à air comprimé n’a démontré le rendement de son véhicule, ni fait évaluer indépendamment de ses propres tests, cependant le rendement maximal théorique peut être obtenu par les calculs de physique des gaz, il apparaît que le rendement du moteur à air comprimé est inférieur aux motorisations thermiques modernes (rendement d'environ 40%) et aux motorisations électriques (rendement supérieur à 80%). L'étude de l'Université de l'environnement de Berkeley sur le moteur à air comprimé constate que le rendement de la voiture à air comprimée est inférieur à 27%, ce faible rendement est la conséquence de la perte d'énergie lors de la compression et l'expansion de l'air. Ce qui confirme la précédente étude réalisée par l'École des Mines de Paris en 2006 qui avait évalué le rendement maximum à 30%.

Considérant que l'air comprimé est obtenu par un compresseur électrique et que près de 70% de l'électricité produite dans le monde provient des centrales au gaz, pétrole et charbon, les voitures à air comprimé auraient une empreinte carbone plus élevée que les voitures électriques et thermiques. L'Université de l'environnement de Berkeley évalue une emprunte carbone "du puits à la roue" de 330gr CO2/km, à comparer avec l'empreinte carbone "du puits à la roue" d'une Mitsubishi I-MIEV qui est de 61gr CO2/km.

Mise en pratique

Les objectifs annoncés des constructeurs sont d'obtenir des véhicules rechargeables en 6 heures sur le secteur ou 3 minutes dans une station de gonflage; leurs atouts par rapport aux véhicules électriques seront d'une part qu'il sera possible de les "recharger" en 3 minutes, d'autre part que la production d'air comprimé peut être faite de façon très alternative, puisqu'elle peut provenir de toute énergie mécanique transformée directement en air comprimé (barge au fil de l'eau, éolienne, mais aussi moteur à biocarburant...) et ne dépend pas seulement des centrales nucléaires et des centrales thermiques.
Côté énergie : la fabrication des réservoirs est moins polluante que celle des accumulateurs, et le "carburant" (de l'air) ne présente aucun danger ni aucune pollution, que ce soit au niveau de sa production, de son transport et de ses rejets. En revanche son rendement est encore très faible : 40%. Reste un problème majeur : comment l'état va-t-il taxer ce "carburant"? Peut-être est-ce le problème le plus important. Une réponse simple serait de taxer l'énergie primaire, servant à compresser l'air.

Ce type de véhicule dimensionné pour la ville, fonctionnant avec une technologie éprouvée, peu onéreuse et totalement propre, est particulièrement séduisant. Il s'agit d'une solution d'une élégante simplicité qui s'attaque à la question du véhicule propre.

Pour ces raisons, les médias parlent régulièrement de ce projet, mais de nombreux spécialistes sont plus que sceptiques sur les performances annoncées. Les nombreux retards et les absences de tests ne favorisent pas la confiance. Néanmoins, annoncés à de multiples reprises depuis une dizaine d'années, les véhicules à air comprimé restent en France, pour l'instant, des prototypes non commercialisés.

Le constructeur français le plus actif dans cette technologie annonce depuis 10 ans la sortie imminente de son véhicule. Mais à ce jour, aucun véhicule de sa conception n’a été homologué ni commercialisé. Le constructeur justifie ces multiples reports par une nécessaire mise au point de son véhicule.

Selon le constructeur son nouveau véhicule, l’Airpod, sera commercialisé au premier trimestre 2010. L’Airpod est un véhicule tricycle de 3 places qui afficherait 220 km d’autonomie, une vitesse de pointe de 45 km/h à 70 km/h suivant les version, et un temps de recharge en air de 6 heures sur secteur (via un compresser électrique intégré au véhicule) ou une recharge en air de 3 minutes sur un compresseur dédié.

Mais de nombreux spécialistes et scientifiques indiquent que les performances annoncées par le constructeur sont surestimées et affirment que l'air comprimé n'est pas une technologie viable pour l'automobile à cause de son faible rendement.

Voir aussi

Liens internes

• Véhicules à carburants alternatifs
• Moteurs alternatifs
• Voiture à air comprimé

Liens externes

• L'association MOTOR'AIR : http://motorair.net
• Étude de l'université de l'environnement de Berkeley sur la voiture à air comprimé : http://www.iop.org/EJ/article/1748-9326/4/4/044011/erl9_4_044011.html#erl323265s7
• Voir aussi http://www.ecogeek.org/
• Vidéo présentant l'application du moteur MDI
• Le concept MDI ne fonctionne pas / Tata s'arrête: http://www.dnaindia.com/money/report_tamo-s-ambitious-air-car-faces-starting-trouble_1316093

Références

1. ↑ http://www.energine.com/
2. ↑ http://www.mdi.lu/
3. ↑ Arnaque ? méfiance ! Voir sur kernelys.free.fr

Bibliographie

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