Non à l’hydrogène...

Effectivement l’Allemagne se précipite vers ce nouveau carburant (enfin nouveau, façon de parler) destiné à remplacer les hydrocarbures polluants et en voie progressive d’extinction (que fait BB ?). On nous parle de véhicules performants en vitesse et uniquement hydropolluant. Un peu de rosée, matin, midi et soir. Rosée au féminin car au masculin la prévention routière déconseille fortement. Nos électrochimistes nous font à partir d’une molécule d’eau H2O une molécule d’hydrogène H2 et une demi-molécule d’oxygène 1/2 O2, ce qui consomme du courant. Bien malins ensuite ils les rabibochent pour nous faire avec une H2 et une 1/2 de O2 une néomollécule d’eau H2O ce qui produit de l’énergie. Tout ça pour ça !

Jules Verne le devin était appelé à la rescousse prédisant que l’avenir était à l’hydrogène. A propos de passé je prendrai deux exemples qui seront les deux axes de ma petite réflexion.

1- L’Hindenbourg qui le 6 mai 1937 brûle comme une torche post-olympique faisant des morts (37). Il était gonflé à bloc de 200 000 m3 d’hydrogène (le gaz étant composé de deux atomes d’hydrogène, je devrais pour faire savant l’appeler le di-hydrogène, savant ne suis). Evidemment ce n’est pas très honnête de ma part de prendre cet exemple. Nous n’en sommes plus là. C’est pour dire que l’hydrogène est inflammable et volumineux. Il faut donc le comprimer ou le liquéfier et se protéger pour éviter les petits ennuis genre barbecue non souhaité. Quels sont les désavantages majeurs de ce carburant ?

a- Il est vorace en énergie pour le fabriquer. Il y a donc une première déperdition d’énergie entre la source première (l’électricité, qui est déjà en seconde position) et sa fabrication, et ensuite une seconde déperdition entre son utilisation et sa transformation en énergie motrice. En somme il y a deux pertes de rendement en cascade.

b- Il nécessite un effort industriel important : transformation des véhicules, transformation des stations.

c- Son transport et son stockage ne sont pas anodins. Il faut des bonbonnes résistantes à la pression. Ces bonbonnes sont un surpoids important pour le véhicule, surpoids qui augmente la consommation. Et si on regarde le bilan énergétique complet du début de vie à la fin de vie d’un véhicule et de son utilisation, il y a un surcoût énergique de fabrication, par exemple ces bonbonnes à fabriquer : énergie et matières premières, transport et installation.

2- La Jamais Contente est la première voiture au monde à passer la barre des 100 km/h le 29 avril ou le 1er mai 1899. Cette voiture du belge Jenatzy était électrique avec un moteur par roue arrière. Les trois éléments essentiels de cette histoire sont :

- l’énergie est l’électricité ;

- les moteurs sont associés directement aux roues ;

- les batteries font la moitié du poids du véhicule.

Comme l’a prouvé cette voiture, l’électricité est une énergie hautement compétitive en matière de vitesse et même d’accélération. Sans en mettre des couches, voici seulement trois liens vers des voitures entièrement électriques qui démontrent cette compétitivité. Aux USA la future Zap-X et la future Tesla, en France la déjà Venturi Fetish. Ces voitures annoncent des accélérations foudroyantes (0 à 100 en moins de 4 secondes) et pour un prototype japonais à l’élégance douteuse (et six roues), une vitesse de pointe de 400 km/h. Autant dire que l’hydrogène est battu à plate couture.

Par principe l’électricité a de très nombreux avantages par rapport à l’hydrogène. D’abord son utilisation court-circuite la première cataracte de rendement. On l’utilise directement. Ensuite son rendement direct de transformation en énergie motrice est très élevé. Un moteur électrique par sa simplicité nécessite beaucoup moins d’énergie par cheval vapeur (unité de puissance désuète mais bien adaptée à la nostalgie automobile et qui ne renie pas son origine : les calèches à chevaux...) qu’un moteur thermique. Rendement supérieur d’au moins 30%. Il n’y a pas à réfléchir beaucoup pour comprendre ce que cela représente de gains tant en coût énergique qu’en coûts financier et écologique. De plus un moteur électrique supprime un grand nombre d’organes tels que par exemple la boîte de vitesse. Moins il y a d’éléments, plus la balance énergétique et écologique est favorable. Moins à fabriquer, moins de pièces, moins de poids. Cela va même plus loin. Avec le perfectionnement poussé des moteurs-roues (au Japon, au Canada, en Angleterre et aux USA) comme avec cette société américaine. Les intérêts de ce genre de moteur qui n’a qu’un inconvénient - ce que l’on appelle les masses suspendues dont la règle veut que les roues pèsent un minimum pour le confort de la voiture - sont multiples. Il y en a trois principaux : 1- L’encombrement est minimal. On libère de la place. Ce qui permet des voitures soit plus spacieuses, soit plus petites avec des coffres suffisants. 2- Le poids peut être faible, 17 kg par moteur roue soit 68 kg au total. C’est nettement moins qu’un moteur classique atmosphérique avec sa boîte de vitesse, ses roues aussi, ses freins et son différentiel. 3- Grâce à l’électronique, on peut régler la vitesse de chacune des roues. On supprime le différentiel, et on peut recharger la batterie quand la voiture freine. Certains même affirment qu’il n’y a plus besoin de freins.

Il n’y a pas besoin d’être grand clerc pour voir que la solution de la voiture électrique est la solution de l’avenir, bien mieux que tout moteur à l’éthanol, à l’hydrogène ou au pétrole. Mais... car il y a un mais. C’est le stockage de l’électricité. Avec les batteries classiques nous nous trouvons devant une accumulation de problèmes : pollution, poids astronomique, peu d’autonomie, coût important, temps de charge trop long.

Ne soyez pas si pessimistes car des solutions pointent à l’horizon. Pour répondre à ces inconvénients il y a des solutions. Des solutions marketing et des solutions technologiques. La solution de marché est simple : répondre à un besoin par des véhicules adaptés. C’est ce que proposent au moins trois groupes : Renault qui s’est associé avec un groupe israélien pour fabriquer d’ici 2011 de petites voitures électriques vendus en Israël. Une étude a prouvé que les déplacements moyens ne dépassaient pas 70 km. Ce qui est parfait. On recharge la nuit. Le groupe Bolloré a lui mis au point des batteries ion-lithium performantes et a signé un accord avec le célèbre designer et fabricant de voiture Pininfarina pour produire plusieurs milliers de voitures électriques dans les années à venir qui seront en location/vente. Enfin aux USA (excusez-moi mais j’ai perdu la référence), un Américain a levé 250 millions de dollars pour proposer des voitures électriques dont on changera les batteries dans des stations services. On résout le temps de charge.

En fait l’avenir est ailleurs. Recharger sa voiture en quelques minutes sur une prise de courant classique. En électricité il y a une différence importante entre une batterie classique qui nécessite un électrolyte, et un condensateur. Ce dernier est d’une simplicité extrême : deux surfaces conductrices séparées par un isolant, dont la particularité est de se recharger quasi instantanément et de pouvoir fournir en un temps ultra court beaucoup d’énergie. L’inconvénient majeur vient du fait que le stockage, lui, n’était pas performant. C’est la raison essentielle qui a fait passer ce composant dans l’oubli comme réserve d’électricité. En effet le problème réside dans la surface utile du condensateur. Jusqu’à il y a peu, ce problème de surface était rédhibitoire. Mais le MIT il y a plus de deux ans a mis au point un super-condensateur dont les surfaces ont été multipliées de façon astronomique grâce à la nanotechnologie. L’avenir est dans ce concept. En effet les avantages d’un condensateur sur une batterie, fût-elle ion-lithium, sont considérables. Pour un poids et un volume inférieur de deux tiers, ces condensateurs fournissent la même énergie. Ils peuvent se recharger un million de fois, c’est-à-dire un nombre considérable de fois, bien plus important que la durée de vie de la voiture. Ils sont bien moins polluants, notament en fin de vie, qui est et de beaucoup plus éloignée que celle d’une batterie. Peu polluants, durée de vie extrême, peu de volume et peu de poids, une recharge en moins de cinq minutes : que demande le peuple ? Il demande que cela soit accessible. C’est là que cela coince. Le développement n’est pas si facile, mais on va y arriver. On peut dire, sous réseve de non-mensonge et/ou effet d’annonce, qu’une société américaine est arrivée à industrialiser ces condensateurs et devrait selon les accords signés livrer en ce moment même (à la seconde près...) sa première série à une société canadienne. Lire ici et là. Le second problème est le coût.

En conclusion, la véritable solution industrielle, économique, écologique c’est la voiture électrique avec des moteurs-roues et des super-condensateurs. A la différence de n’importe quel carburant, il n’y aura plus sur les routes de camions citernes (hydrogène ou essence ou biocarburant), plus de pipe-lines, il y a du courant pratiquement partout dans le monde. Les lignes sont déjà tirées. L’électricité se trouvera partout, et enfin un moteur électrique, c’est beaucoup beaucoup moins de bruit. Ce n’est pas l’intérêt des grands groupes chimiques, pétroliers, automobiles, céréaliers, agricoles, mais c’est pourtant objectivement l’avenir.