De nouvelles énergies pour l'automobile

Des normes antipollution de plus en plus draconiennes, la pénurie de pétrole qui se profile à l'horizon 2043... tous ces problèmes agitent sérieusement le microcosme des constructeurs automobiles. Ceux-ci rivalisent de prouesses technologiques pour tenter de trouver des solutions, quitte à se tourner vers de nouvelles énergies pour parvenir à leurs fins. Caradisiac a fait le tour de toutes ces nouvelles voitures, qui "carburent" différemment.

BMW 750 hL : H2 + O = H2

Le moteur de la 750 hL fonctionne à l'hydrogène. Un carburant non polluant (ce qui s'échappe de l'échappement n'est que de la vapeur d'eau), mais qui présente de nombreux inconvénients, comme ceux d'offrir un moins bon rendement que l'essence (consommation élevée) et d'être très inflammable au contact de l'air (la moindre étincelle, et c'est l'explosion !). Pour résoudre ces problèmes, le constructeur allemand utilise l'hydrogène sous forme liquide (ce qui permet d'obtenir la densité d'énergie nécessaire à son utilisation dans un moteur d'automobile).
Pour cela, il refroidit l'hydrogène à - 253 °C (l'hydrogène se liquéfie à - 252,87 °C), et le stocke dans un réservoir réfrigéré. Enfin, BMW a élaboré un circuit d'alimentation totalement étanche entre le moteur et le réservoir, qui empêche la moindre fuite dans l'atmosphère.
Il reste que la production de ce gaz, pour le moment très confidentielle, coûte très cher (trois fois plus que pour un litre de pétrole). Pour baisser les coûts, on peut obtenir de l'hydrogène par électrolyse de l'eau dans une centrale thermique solaire. Malheureusement, cette méthode écologique n'est pas la plus fréquente, on lui préfère la technique de décomposition catalytique des hydrocarbures par vapeur d'eau. Ce système, on s'en doute, entraînant de nombreux rejets polluants, BMW envisage une production de série à l'horizon 2010. Actuellement, quinze BMW 750 hL parcourent ainsi le monde et font la démonstration de ce nouveau mode de carburation.

Ford Focus FCV : la pile à combustible

La Ford Focus FCV, présentée à Genève cette année, utilise, elle, une pile à combustible. Cette invention ancienne (1839), remise au goût du jour, a été découverte par l'Anglais sir William Robert. C'est le premier à avoir concrétisé le principe énoncé en 1802 par sir Henry Davy, à savoir que l'hydrogène combiné à de l'oxygène produit du courant électrique. Employée auparavant par l'armée (sous-marins) ou la Nasa (capsules Apollo), la pile à combustible touche à présent l'automobile.
Cette technique permet à un véhicule électrique d'être autonome, tout en ne dégageant que de la vapeur d'eau pour produire son électricité. Pour faire fonctionner son moteur électrique, la Focus FCV utilise de l'hydrogène liquide. Malheureusement, l'utilisation de ce gaz n'est pas exempte de tout problème (voir également BMW 750 hL). Il faut le stocker à - 253 °C, dans un réservoir réfrigéré. De plus, le poids et le volume du réservoir pénalisent les performances de la voiture (capable tout de même d'atteindre les 128 km/h). Mais c'est surtout l'absence de réseau de distribution qui ne facilitera pas la pénétration de ce type d'auto dans un avenir proche.
Pour contourner ce problème, Mercedes utilise du méthanol pour sa Necar 5 (une Classe A aménagée à cet effet). Ce carburant est transformé en hydrogène par un matériel embarqué utilisant un procédé électrochimique : le reformage de vapeur d'eau. Cette transformation entraîne une pollution au dioxyde de carbone (toutefois, en dessous des valeurs d'un moteur Diesel) ; de plus, le méthanol étant corrosif, il est nécessaire d'employer des joints, Durit, etc. spéciaux. En revanche, la distribution de ce carburant ne nécessite pas de grosses modifications en infrastructures, une station-service normale pouvant en fournir. Par ailleurs, de gros progrès ont été réalisés ces dernières années pour rendre de plus en plus compacts les matériels embarqués, si bien que la Classe A Necar 5 peut transporter confortablement cinq personnes. Mercedes envisage de commercialiser des voitures "à pile" dès 2004.

Nissan Hypermini : tout électrique

La Nissan Hypermini est une petite auto tout électrique. Au lieu de transformer une auto à moteur thermique en électrique (style Peugeot 106 ou Citroën Saxo électriques), Nissan a conçu une auto spéciale. Écologique dans l'âme, l'Hypermini emploie des matériaux recyclés (provenant de véhicules en fin de vie [VFV]) pour ses éléments de carrosserie (boucliers, tableaux de bord, tapis de sol). Elle utilise des batteries lithium-ion, légères et performantes, qui procurent trois fois plus de capacité énergétique qu'une batterie traditionnelle et qui se rechargent en quatre heures pour un coût réduit (environ un euro, soit 6,56 francs).
Pour le moment, la production (500 exemplaires) de cette Hypermini est réservée au marché japonais (administrations, services officiels). Mais elle fait également l'objet d'une étude grandeur nature dans la ville d'Ebina, où elle est utilisée quotidiennement par les résidants et les pouvoirs publics. Nissan n'envisage pas de l'importer pour le moment en Europe. Il est vrai que si l'Hypermini dispose de réelles qualités et de performances très acceptables pour une citadine grâce à son moteur de 33 ch (100 km/h en pointe, autonomie de 115 km), elle possède un gros défaut, son prix : 150 000 francs !

Opel Zafira GNV : branchée sur le gaz

Opel propose une Zafira utilisant du gaz naturel (gaz naturel pour véhicules GNV). Du fait du manque de stations GNV, il est réservé en priorité aux marchés captifs (taxis, autobus). Par rapport à l'essence et au gazole, ce gaz n'exige pas d'être raffiné à partir du pétrole brut, puisqu'il est composé à plus de 90 % de méthane, mais aussi d'hydrogène (en Suède et en Suisse, le mélange est constitué de gaz naturel et de Biogaz, produit par les déchets ménagers).
Les avantages du GNV sont identiques à ceux du GPL. Carburant bon marché, il a moins d'influence sur l'environnement que l'essence ou le gazole (émissions de NOX et de CO réduites de 90 % ; de CO2, de 30 % ; de HC, de 45 % ). De plus, il contient moins de soufre (facteur limitant les performances du catalyseur) que le GPL, et les véhicules équipés en GNV ne subissent pas les mêmes restrictions pour se garer dans les parkings en sous-sol. La Zafira GNV réalise 172 km/h en pointe et, grâce à ses quatre réservoirs de gaz de 110 l (+ 14 l essence), elle a une autonomie de 550 km.

Toyota Prius : l'hybride vendue dans le commerce

Prenez deux moteurs électrique et thermique, couplez-les à un système électronique chargé de les mettre en marche indépendamment. Installez le tout dans une compacte à coffre, et vous obtenez une Toyota Prius. Bien sûr, c'est le mode de fonctionnement schématique de cette voiture hybride, mais il a au moins le mérite d'être simple. Car, en réalité, le fonctionnement de la Toyota Prius est bien plus complexe. Au ralenti et à basse vitesse, seul le moteur électrique (45 ch) fonctionne. Quand la voiture prend de la vitesse, c'est au tour du bloc essence (1 497 cm3, 72 ch) de se mettre en route. Au passage, il alimente également le propulseur électrique, qui en profite (grâce à un convertisseur) pour ajouter un peu de puissance - une accélération un peu forte. Un supplément d'énergie provenant des batteries donne un peu de tonus à la voiture. Énergie que les accus récupèrent à la moindre décélération ou au moindre freinage, alors que le moteur thermique se coupe.
Enfin, si la charge n'est pas suffisante, ce dernier se met en marche pour une recharge rapide. Au volant, toutes ces opérations se font en douceur, sans que le conducteur ne s'en doute. Seul un écran de contrôle sur le tableau de bord indique instantanément à quoi roule la Prius. Cette hybride se montre, selon le constructeur, "presque deux fois plus économique qu'une berline à essence de taille comparable, et jusqu'à 75 % moins polluante".
Aujourd'hui, s'il existe deux modèles de voiture vendus dans le commerce, la Toyota Prius et la Honda Insight, seule la première est disponible sur le marché français, au prix de 150 770 francs.

Et le GPL ?

En perte de vitesse après l'explosion du réservoir d'une voiture GPL à Vénissieux, le 1er février 1999, le gaz de pétrole liquéfié a reçu un autre coup bas avec les nouvelles normes antipollution (Euro III), plus draconiennes. Réputé moins polluant que l'essence ou le Diesel, le GPL pouvait se voir condamner en raison du matériel employé dans les voitures.
Pendant que l'énergie et les moteurs conventionnels faisaient beaucoup de progrès pour réduire leurs émissions, le GPL, par la faute du matériel employé, qui consomme excessivement, produit encore trop de rejets polluants. Heureusement, les industriels ont décidé, malgré le coût élevé de la technique, de passer à une alimentation beaucoup plus fine (injection multipoint), qui satisfait dorénavant aux exigences environnementales. De plus, grâce à l'obligation de pose d'une soupape de sécurité, les problèmes d'explosion semblent définitivement résolus. Ces "sales" histoires terminées, le gouvernement est venu lui apporter de l'aide en créant un crédit d'impôt de 10 000 francs pour l'achat d'une voiture "gépélisée". Il a également poursuivi sa politique de taxation réduite sur le litre de GPL à la pompe (30 % de taxes pour le GPL, contre 60 % pour le gazole). Toutes ces bonnes nouvelles permettent aujourd'hui d'assurer au GPL un avenir, sinon radieux, du moins un peu plus rose. D'autant que l'offre des constructeurs (réduite à une peau de chagrin en raison des problèmes de sécurité) a tendance à augmenter. Ainsi, Renault vient de relancer une Twingo et un Kangoo GPL, tandis que Saab et Volvo proposent une gamme complète de modèles. Pourvu que ça dure !

Conclusion : À quand la vie sans pétrole ?

Comme on le voit, l'essence et le gazole ont encore de beaux jours devant eux. Les énergies nouvelles, si elles sont plus écologiques (si on occulte la pollution pour produire l'hydrogène, le retraitement des déchets comme les batteries, etc.), ont encore faire beaucoup de progrès à faire pour équiper la voiture de M. Tout-le-Monde. Il est nécessaire de réaliser de nombreux efforts sur la réduction du volume de matériel embarqué. Les réseaux de distribution d'hydrogène et de méthanol doivent se créer ; les coûts, se réduire ; l'autonomie, le rendement et l'offre, augmenter... Resteront les problèmes liés à la toxicité et à la dangerosité de certains produits, qui freineront forcément leur développement. Pour le moment, réservées aux flottes captives (transports en commun, bus), les énergies nouvelles ne devraient faire leur apparition sur les voitures de série que dans, au mieux, une dizaine d'années. Mais, pour rester sur une note optimiste - comme dans le domaine de la recherche, on ne peut être sûr de rien -, l'avenir peut aussi nous réserver plein de bonnes surprises… dont nous ne manquerons pas de vous faire part dans les prochains mois.