Les véhicules électriques, comment ça marche ?
Ils sont zéro émission, accélèrent plus vite que leur ombre et se rechargent désormais plus facilement, le réseau s’étant énormément densifié ces dernières années. Comment roulent-ils, qu’est-ce qui les rend aussi efficients et que peut-on attendre des alternatives de type hydrogène ? Éléments de réponse avec Matthieu Charrier, ingénieur chez Green GT, entreprise suisse pionnière dans le domaine des piles à combustible.
Moteur électrique
Connexion à une prise ou à un chargeur rapide. Seul point noir : la durée du « plein ». Une minute de charge à une borne standard permet de rouler 1 km ; cela passe à 10 à 20 km en se reliant à un chargeur rapide.
Plus elle est grande, plus le véhicule gagne en autonomie… Théoriquement, car il en devient aussi plus lourd et donc plus gourmand ! Championne actuelle en matière de vitesse de recharge et de quantité d’énergie stockée, la batterie lithium-ion résiste à davantage de cycles de charge.
Seuls les véhicules dits Plug-in ou PHEV disposent d’un chargeur interne. Mais tous les véhicules électriques se rechargent en outre au freinage ou en décélération, actions qui transforment l’énergie cinétique dégagée en énergie électrique ensuite envoyée dans la batterie.
Il se compose de deux parties, l’une fixe (stator) et l’autre en mouvement (rotor). Grâce au courant, le moteur génère un champ magnétique sur le stator, animant le rotor qui fait tourner les roues.
Une pression suffit et la batterie transmet immédiatement de l’électricité directement au stator. Pas de chaîne de transmission complexe, et donc peu de pertes, contrairement aux modèles à combustion, ce qui explique un excellent rendement de 90%, contre 35 à 40% pour un moteur à essence ou diesel.
Connexion à une prise ou à un chargeur rapide. Seul point noir : la durée du « plein ». Une minute de charge à une borne standard permet de rouler 1 km ; cela passe à 10 à 20 km en se reliant à un chargeur rapide.
Plus elle est grande, plus le véhicule gagne en autonomie… Théoriquement, car il en devient aussi plus lourd et donc plus gourmand ! Championne actuelle en matière de vitesse de recharge et de quantité d’énergie stockée, la batterie lithium-ion résiste à davantage de cycles de charge.
Seuls les véhicules dits Plug-in ou PHEV disposent d’un chargeur interne. Mais tous les véhicules électriques se rechargent en outre au freinage ou en décélération, actions qui transforment l’énergie cinétique dégagée en énergie électrique ensuite envoyée dans la batterie.
Il se compose de deux parties, l’une fixe (stator) et l’autre en mouvement (rotor). Grâce au courant, le moteur génère un champ magnétique sur le stator, animant le rotor qui fait tourner les roues.
Une pression suffit et la batterie transmet immédiatement de l’électricité directement au stator. Pas de chaîne de transmission complexe, et donc peu de pertes, contrairement aux modèles à combustion, ce qui explique un excellent rendement de 90%, contre 35 à 40% pour un moteur à essence ou diesel.
Moteur hydrogène
Hydrogène gazeux.
Elle transforme l’hydrogène en électricité (par électrochimie) et la transmet au moteur et à la batterie.
Alimentée par l’énergie produite dans la pile à combustible, elle peut aussi se recharger grâce à l’énergie cinétique du freinage.
Il se compose de deux parties, l’une fixe (stator) et l’autre en mouvement (rotor). Grâce au courant, le moteur génère un champ magnétique sur le stator, animant le rotor qui fait tourner les roues.
Une pression et la batterie transmet de l’électricité directement au stator. Pas de chaîne de transmission complexe, et donc peu de pertes, contrairement aux modèles à combustion, ce qui explique un excellent rendement de 90%, contre 35 à 40% pour un moteur à essence ou diesel.
Pas de CO2, mais de l’eau uniquement, sous forme de vapeur ou liquide, en fonction de la température et des conditions d’utilisation.
Hydrogène gazeux.
Elle transforme l’hydrogène en électricité (par électrochimie) et la transmet au moteur et à la batterie.
Alimentée par l’énergie produite dans la pile à combustible, elle peut aussi se recharger grâce à l’énergie cinétique du freinage.
Il se compose de deux parties, l’une fixe (stator) et l’autre en mouvement (rotor). Grâce au courant, le moteur génère un champ magnétique sur le stator, animant le rotor qui fait tourner les roues.
Une pression et la batterie transmet de l’électricité directement au stator. Pas de chaîne de transmission complexe, et donc peu de pertes, contrairement aux modèles à combustion, ce qui explique un excellent rendement de 90%, contre 35 à 40% pour un moteur à essence ou diesel.
Pas de CO2, mais de l’eau uniquement, sous forme de vapeur ou liquide, en fonction de la température et des conditions d’utilisation.
L’alimentation du moteur est le nerf de la guerre
Pour Matthieu Charrier, « le réseau de recharge électrique a beau s’être énormément densifié ces dernières années, le « plein » et sa durée posent toujours problème aux personnes qui parcourent régulièrement de longues distances ». D’ici à 2030, une alternative à la batterie lithium-ion pour ce type d’usagers pourrait bien venir des piles à combustible à hydrogène, dans lesquelles le gaz est transformé en électricité à bord du véhicule. « Le moteur demeure électrique, ce qui change, c’est la forme de stockage de l’énergie. En outre, ces véhicules à pile à combustible rejettent exclusivement de la vapeur d’eau », rappelle-t-il.
Cela n’a pas échappé à certains transporteurs, qui commencent à s’intéresser aux camions à hydrogène. « La durée de recharge des batteries pour des véhicules lourds est inadéquate pour des fonctionnements intenses ou en rotation. Sans compter le besoin en infrastructure que cela nécessite (chargeurs de 500 kW ou 1 MW). Dans ce cas de figure, l’alimentation par pile à combustible, certes encore peu répandue, constitue une bonne solution, car un plein d’hydrogène s’effectue rapidement – compter une minute pour 200 km d’autonomie », détaille l’ingénieur. À l’heure actuelle, 47 camions roulent à l’hydrogène en Suisse, ce qui en fait la troisième flotte mondiale du genre, derrière la Chine, avec un millier de véhicules de ce type en circulation, et l’Allemagne, qui en compte une centaine.
