Véhicules à carburants alternatifs
Le transport est une source importante de pollution. Les véhicules automobiles, massivement développés et diffusés au cours du XXe siècle, étaient en effet conçus
- avant le choc pétrolier de 1973 sur des critères de performances, de confort, et de coût (d'achat et, dans une moindre mesure, de fonctionnement);
- après cette date, en y ajoutant un objectif de faible consommation.
Si le virage de 1973 allait dans le sens de l'efficacité, il ne prenait pas en compte la question des émissions nocives. Celle-ci ne sera abordée que vers la fin des années 1970 avec les premiers carburants sans plomb en Californie.
Ajourd'hui en plus des problèmes liés aux diverses pollutions engendrés par ces modes de transport, s'ajoute le fait que la ressource généralement utilisée (le pétrole) va vers un très prochain épuisement.
Sommaire
Problématique autour des véhicules propres
Pollution et effet de serre
Parmi les problèmes environnementaux posés par les transports deux se distinguent tout particulièrement:
- La pollution qui consiste en une question de santé publique immédiate, les moteurs conventionnels relâchent des produits directement toxiques qui finissent par présenter une concentration dangeureuse en ville.
- Les gaz à effet de serre, avec pour l'essentiel dans les transports le CO2, qui ne posent pas de problèmes directs de toxicité mais qui fait parti des 6 gaz antropiques provoquant le réchauffement de l'atmosphère à l'échelle de la planète, ce qui a activé un dérèglement climatique mondial.
La notion de véhicule propre recouvre souvent ces deux questions dont le traitement n'est pas nécessairement compatible. La confusion est parfois entretenue par certains acteurs de la branche qui peuvent ainsi communiquer sur des progrès environnementaux qui ne traitent qu'une partie du phénomène.
Véhicules propres et mobilité
À la fin du XXe siècle, les normes d'émission se sont fortement durcies, avec notamment l'introduction des normes européennes d'émission Euro, les constructeurs ont donc été incités à réduire les émissions de toxiques et de polluants des véhicules. De plus, la prise en compte de l'ensemble de la filière a mis en évidence l'importance des carburants.
Mais dans le même temps, le parc automobile et le nombre de kilomètres parcourus augmentent et le poids croissants et la climatisation des véhicules modernes neutralisent les gains de consommation réalisés grâce à l'amélioration des moteurs. La question de pollution par les transports peut être attaquée en créant des véhicules propres, mais aussi en envisageant une réorganisation profonde des transports, pas forcément plus onéreuse. Par exemple aux heures de pointe, ce sont 21 000 véhicules qui font du quasi sur-place sur les 35 km du périphérique parisien, ce qui représente un capital immobilisé d'environ 210 millions d'euros ainsi que 4 525 000 heures x homme perdues par an. Ne peut-on envisager plus efficace à immobilisation égale de capital?
Véhicule propre et filière énergétique
Les véhicules peuvent être dit "propres" mais ne fonctionnent pas nécessairement avec un carburant issu d'une filière énergétique qui le soit. Pour information, la dépense énergétique actuelle de l'automobile en France équivaut à sa dépense énergétique électrique.
Si l'électricité est utilisée pour l'automobile ou pour créer des vecteur d'énergie (hydrogène, air comprimé), cela signifie un quasi doublement de la capacité nucléaire française actuelle, ou la génération de l'équivalent de la capacité nucléaire à l'aide de centrales au charbon, ou issues d'un carburant comme le pétrole, ce qui revient à déplacer le problème de la pollution. Pour cette raison, certains considèrent que le terme de véhicule propre est usurpé, ou que pour le moins les véhicules propres ne résolvent rien.
D'autres avancent qu'il est plus facile de « nettoyer » une filière de production énergétique que des millions de véhicules individuels. Les véhicules propres présentent en tout état de cause l'avantage discutable de sortir la pollution des villes et de les rendre plus vivables.
Les biocarburants
On appelle ainsi des carburants produits (au moins en partie) biologiquement. Il s'agit d'une énergie renouvelable. Son bilan en terme de CO2 est neutre puisque les plantes puisent le carbone qui les consitue dans l'atmospère.
Visitez biocarburant pour plus d'information.
Le GPL ou LPG
Le GPL (Gaz de pétrole liquéfié) utilisé dans les transports est un mélange de butane (C4H10) et de propane (C3H8). Voir Gaz de pétrole liquéfié pour plus d'information.
Véhicules électriques
Les véhicules électriques fonctionnent la plupart du temps sur batterie. À la fois chers à l'achat et d'une autonomie limitée, leur avenir pour les particuliers semble plutôt sombre (sauf peut-être pour les scooters), tant que les modèles sont réalisés à partir des modèles thermiques existants. BlueCar, prototype conçu par Batscap (filiale du groupe Bolloré), s'affranchit de cette contrainte, ce qui lui permet une autonomie de 200 km et des vitesses de pointe de 125 km/h. Espérons qu'un constructeur automobile reprendra le concept...
Dans les transports publics les trains, tramways et trolleybus fonctionnent depuis bien longtemps et des services de bus électriques inovants font leur apparition. Pour plus d'information se repporter à véhicule électrique.
Les véhicules hybrides
Les véhicules hybrides constituent une solution intermédiaire entre les véhicules conventionnels et les véhicules électriques. Leur conception peut toutefois trahir une philosophie radicalement différente.
Le concept est de faire fonctionner le moteur thermique à une charge légèrement plus élevée que nécessaire, et utiliser ce surplus d'énergie mécanique pour charger une batterie. Le rendement du moteur augmentant vite à faible charge, ce surplus d'énergie est presque gratuit.
Ceci est vrai pour les moteurs « essence », les moteurs diesels sont beaucoups moins sujets à des variation de rendement en fonction de la charge.
GNV
Le GNV (Gaz naturel pour Véhicule), est composé de 90% de méthane (CH4). Sa combustion ne produit ni oxyde de soufre, ni plomb, ni poussières, ni fumées noires et peu d'oxyde d'azote et de monoxyde de carbone. C'est aussi un produit des compagnies pétrolières, qui ne perdent rien à le substituer à l'essence ou au gazole. Le biogaz étant lui aussi du méthane pourrait parfaitement être utilisé à la place du GNV mais les filères de production font défaut pour l'utiliser dans les transports.
Caractéristiques du GNV dans les transports
Il est essentiellement utilisé pour les autobus (en France un nouveau bus sur trois roule au GNV) et dans une moindre mesure pour les bennes à ordures. L'usage du GNV est assez répandu avec plus 2 millions de véhicules dans le monde, en Argentine et en Italie notamment. Les moteurs au GNV présentent de bonnes performances environnementales, Les émissions de substances nocives sont particulièrement faibles à l'exception des émissions de composés organiques volatils qui sont supérieures à celles du diesel. Les émissions de CO2 sont sensiblement inférieures mais en restent toutefois assez proches. Notons que le GNV comme le GPL pourraient voir leurs performances s'améliorer considérablement avec un moteur spécifiquement conçu pour ces carburants.
Outre cette réduction directe des émissions polluantes, la distribution du GNV entraîne d'autres réductions. Alors que les stations classiques doivent être alimentées régulièrement par voie routière ce qui entraîne l'encombrement des villes et signifie donc encore plus de pollution, une station gaz naturel est directement reliée au réseau de distribution GDF.
Toutefois, le méthane composant 90% du GNV est également un puissant gaz à effet de serre à vie courte considéré comme étant 63 fois plus nuisible sur 20 ans que le CO2. Il faudrait donc, pour prendre la mesure de la contribution du GNV à l'augmentation de l'effet de serre, prendre en compte toute la filière, de l'extraction à la combustion et comptabiliser les pertes de gaz. Il est donc très possible qu'en terme d'effet de serre et en l'état des techniques et de la filière, le GNV présente des performances inférieures au gazole.
Les réserves mondiales de GNV sont plus abondantes et moins concentrées que celles du pétrole ce qui assure un prix et un approvisionnement plus stable. Le prix du GNV est en outre inférieur à celui du gazole.
Avantages et inconvénients techniques
Les principales raisons pour choisir les bus au gaz sont :
- Moins polluants, les bus au GNV sont aussi plus silencieux que les autres bus (-5 à -8 décibels).
- Le GNV réduit également les vibrations des véhicules, améliorant ainsi le confort des passagers et des conducteurs.
- Le GNV est excellent pour la durée de vie du moteur qui présente un fonctionnement particulièrement souple qui réduit l'usure des véhicules.
- Le GNV démarre à toutes les températures sans surconsommation quand il tourne à froid.
Les bus avec une motorisation adaptée possèdent des réservoirs en toiture gonflés à 200 bars qui leur offrent une autonomie de 400 km.
- Le GNV est particulièrement intéressant en terme de sécurité contrairement à ce que le sens commun pourrait laisser croire. Le GNV étant plus léger que l'air, une fuite ne peut poser problème que dans un tunnel ou des locaux mal ventilés. Le GNV est difficile à enflammer (540°C contre 235°C pour le gazole) et n'explose pas comme peut le faire le GPL.
Les moteurs actuels au GNV utilisent le cycle Beau de Rochas et non pas le cycle Diesel, ce qui leur est défavorable en terme de rendement, donc en terme d'émission de CO2.
- Il convient de noter que le GNV offre un indice d'octane proche de 130. Cette caractéristique relève le rendement des moteurs GNV dédiés uniquement à cette énergie. Dans ce cas, le rendement d'un moteur avec turbocompresseur est de 42% environ sur une grande partie de la plage d'utilisation, comme celà a été démontré par un prototype optimisé de voiture urbaine récemment exposé dans différents salons (POLLUTECH 2004 par exemple). Cette valeur se compare favorablement à celle d'un moteur diesel turbocompressé.
Le rapport C/H du méthane CH4 étant très inférieur à celui du gas-oil, il devient évident qu'à rendement égal, les émissions de CO2 d'un moteur GNV dédié ne peuvent être supérieures, comme les mesures effectuées le confirment. Pour un moteur, le choix de la bicarburation GNV/ESSENCE implique un compromis défavorable en terme de rendement vis à vis d'une solution purement GNV.
L'air comprimé
Les véhicules à air comprimé sont portés par Guy Nègre, un ingénieur français installé près de Nice, qui développe depuis 10 ans l'idée d'un véhicule dont le moteur fonctionne grâce à l'air comprimé contenu dans des bouteilles à haute pression.
Annoncé à de multiples reprises, les véhicules à air comprimé restent pour l'instant des prototypes qui n'ont pas pu être évalués indépendamment des tests du constructeur. De conception originale, ils annoncent une autonomie de 200 km et une vitesse de pointe de 110km/h.
Rechargeable en 6 heures sur le secteur ou 3 minutes avec une station de gonflage, on peut considérer ces voitures comme des véhicules électriques pour lesquelles l'air comprimé est un vecteur d'une énergie électrique actuellement produite par des centrales nucléaires et des centrales thermiques.
Ce type de véhicule dimensionné pour la ville, fonctionnant avec une technologie rustique, peu onéreuse et totalement propre est particulièrement séduisant. Il s'agit d'une solution d'une élégante simplicité qui s'attaque sans compromis 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.
Les véhicules à pile à combustible
Voir à ce sujet la page sur les Piles à combustibles
Les véhicules à propulsion humaine ou à traction animale
Quelques véhicules à propulsion humaine, souvent assistés d'un petit moteur électrique, circulent déjà. C'est le cas du Twike, un engin conçu par des élèves de l'école polytechnique de Zürich, distribué en Suisse, en Allemagne et aux Etats-Unis. Il s'agit en fait d'un double vélo couché totalement carenné [1]. Le concept a été récemment racheté (ou plagié ?) par une société britannique.
Par ailleurs, certains types de déplacements peuvent se faire au moyen de véhicules tractés par des animaux. Certaines municipalités françaises, par exemple, les utilisent pour les collectes sélectives de déchets ou pour l'entretien des plantations communales: en effet, les démarrages fréquents consommant beaucoup de carburant, il est plus intéressant d'utiliser une hippomobile; d'autant que les arrêts fréquents de ces véhicules sont mieux acceptés que ceux d'une fourgonnettes par les autres usagers. On comprend aussi l'intérêt économique de ce mode de transport dans les régions du monde où - ou pour les populations pour qui - les carburants sont peu ou pas accessibles quelles qu'en soient les raisons. C'est pourquoi des associations s'efforcent non seulement de conserver cheptels, connaissances et savoir faire, mais même de les enrichir et de promouvoir ce mode de transport.
Voir aussi
Webographie
- voiture de Guy Nègre
- Processeur Multi Carburants
- véhicules à propulsion humaine
- Traction animale
