Choiseul Magazine n°5 sep à déc 2018
Choiseul Magazine n°5 sep à déc 2018
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°5 de sep à déc 2018

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Choiseul France

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 48

  • Taille du fichier PDF : 10,3 Mo

  • Dans ce numéro : retour sur le Choiseul Africa Summit Abidjan...

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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énergétique de 20%, de diminution de l’émission des gaz à effet de serre de 20%, et un mix d’utilisation d’énergies renouvelables de 20%. Dans sa directive 2009/28/CE, l’objectif pour la France est de 23% d’énergie produite à partir de sources renouvelables. Depuis le 1er septembre 2014 (pour l’homologation des nouveaux types de véhicules), les normes Euro 6 régissent les émissions de rejets polluants (NOX, monoxyde de carbone, particules etc…) en distinguant les véhicules à moteur diesel de ceux à moteur essence, GPL/GNL. S’agissant du CO2, l’objectif, fixé aux constructeurs en 2009 par la Commission Européenne, est d’atteindre en 2020 une moyenne des émissions de leurs modèles de 95 g de CO2 par km pour les voitures particulières et de 147 g pour les utilitaires légers. Dans sa proposition législative, publiée le 8 novembre 2017, sur les émissions de CO2 des véhicules particuliers et utilitaires légers, la Commission fixe, pour 2030, un objectif de réduction de 30% des émissions moyennes de ces véhicules par rapport aux émissions générées en 2021. La dépendance énergétique et ses conséquences économiques S’ajoutent à ce constat climatique et aux enjeux sanitaires liés à la qualité de l’air, des enjeux économiques pour la plupart des pays de l’UE qui sont dépendants de l’importation de carburants fossiles. En France, le déficit structurel du commerce extérieur perdure depuis de nombreuses années, et les importations de matières énergétiques constituent la première cause de ce déficit. En 2017, avec un déficit de 62.3 milliards d’euros le solde du commerce extérieur s’est détérioré et la facture énergétique de 39 milliards d’euros pèse pour près de 63% de ce déficit. Dans ce contexte où il faudra nécessairement recourir à des énergies renouvelables pour des raisons climatiques, sanitaires, économiques et réglementaires. Les principaux atouts de l'hydrogène pour une mobilité durable L’avantage technologique de l’hydrogène dans l’utilisation conventionnelle d’un véhicule résulte de l’absence de rejets polluants à l’échappement. L’hydrogène est aussi une source de stockage et de restitution de l’énergie dans les concepts V2H « vehicle to home » (la voiture connectée à l’habitat) et V2G « vehicle to grid » (la voiture connectée au réseau électrique). L’hydrogène peut être utilisé comme un moyen de stockage de l’énergie pour les énergies renouvelables et intermittentes lorsque leur production « Les constructeurs envisagent l'hydrogène comme un vecteur d'énergie alternative et s'orientent vers une utilisation via la pile à combustible Station ITM Power de Shell ouverte en 2017 au Royaume-Uni. n’est pas consommée. Utilisé dans une pile comme combustible, l’hydrogène permet de produire de l’énergie et d’alimenter des véhicules « zéro émission » comme les véhicules électriques tout hydrogène ou d’augmenter l’autonomie des véhicules électriques ou hybrides (la pile à combustible recharge la batterie pour en prolonger l’autonomie). Son principe de fonctionnement, qui repose sur l’électrolyse inversée, est simple. Le véhicule est propulsé par 38 l’électricité produite à bord du véhicule à partir de l’oxygène de l’air et de l’hydrogène comprimé stocké dans le réservoir. Le véhicule ne rejette dans l’atmosphère que de l’eau. Les constructeurs envisagent l’hydrogène comme un vecteur d’énergie alternative et s’oriente vers une utilisation via la pile à combustible. En raison d’une médiocre densité volumique, (sa masse volumique est de 42 kg/m 3), il est nécessaire de comprimer l’hydrogène à 700 bars, pour permettre de stocker 5kg d’hydrogène dans un réservoir de 125 litres. Cette compression du gaz consomme cependant 15% de l’énergie contenue au départ. Le rendement de la pile à combustible pour transformer de l’hydrogène en électricité est quant à lui de 50%. Il est technologiquement possible de liquéfier l’hydrogène pour alimenter directement le moteur à combustion interne du véhicule. La liquéfaction de l’hydrogène s’effectue à -253 ° C ce qui réduit la dimension du réservoir à 75 litres pour une quantité identique de 5kg d’hydrogène. Cette liquéfaction consomme toutefois 35% de l’énergie contenue au départ. Le rendement du moteur n’est lui que de 25%. Les bénéfices de l’utilisation de l’hydrogène dans un véhicule résultent de son excellente densité massique (son ratio masse/énergie est de 33kWh/kg contre 12kWh/kg pour l’essence) et de l’absence totale d’émissions de CO2 et de rejets polluants à l’échappement. Les principaux avantages du véhicule à hydrogène sont aussi liés à ses
bonnes performances en termes d’autonomie (plus de 500km avec 5Kg d’hydrogène), de temps de ravitaillement (de l’ordre de 3 à 5 minutes). Sa puissance (plus de 150 chevaux) sa vitesse (près de 180km/h) et ses accélérations (0 à 100km/h en un peu plus de 9 secondes) sont très comparables à celles d’un véhicule traditionnel. Il procure des sensations de conduite agréables notamment à grâce à son silence de fonctionnement. Enfin, il peut démarrer dans des conditions climatiques extrêmes (- 30 ° C). Une production énergivore et coûteuse, une distribution embryonnaire et problématique Le coût élevé de l’hydrogène ressortit essentiellement aux spécificités de sa production, à son utilisation via une pile à combustible, et à ses coûts de stockage et de distribution. Des coûts de production élevés L’hydrogène n’étant pas une matière primaire, n’est donc pas une source d’énergie mais un vecteur énergétique qu’il faut préalablement extraire de l’eau ou du méthane ce qui consomme de l’énergie. Plus de 95% de la production d’hydrogène s’effectue actuellement le plus souvent au moyen d’un vaporeformage de gaz naturel (essentiellement composé de méthane). Cette solution demeure la moins coûteuse mais son prix de revient reste 3 fois supérieur à celui du gaz naturel. Par ailleurs, elle n’est pas neutre sur le plan environnemental dans la mesure où elle génère des NOX, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone. Tout comme pour l’électricité, l’impact environnemental de l’hydrogène doit être évalué du puits à la roue et pas seulement en mesurant les émissions en sortie de pot d’échappement du véhicule. S’agissant de l’hydrogène, il faudrait exclure le reformage d’hydrocarbures, voire l’énergie électrique d’origine nucléaire, pour ne le produire qu’à partir d’énergies renouvelables (éolienne photovoltaïque, hydraulique, biomasse) en pratiquant une électrolyse de l’eau. Le coût est alors 4 fois plus onéreux (sans compter le coût de l’électricité utilisé et celui de distribution de l’hydrogène). Le recours à une électrolyse à très haute température pourrait améliorer le rendement. Illustration et plan de coupe d'un bus fonctionnant avec un moteur hydrogène 39 GÉOÉCONOMIE « D'autres solutions sont actuellement à l'étude pour produire de « l’hydrogène vert », la décomposition thermochimique, les microbes photosynthétiques, la photo-électrolyse de l'eau Tout comme pour le stockage, les conditions actuelles de fabrication de l’hydrogène pénalisent son rendement énergétique. Il n’est que de 45% pour le vaporeformage, et de 25 à 30% pour l’électrolyse de l’eau. D’autres solutions sont actuellement à l’étude pour produire de « l’hydrogène vert », la décomposition thermochimique, les microbes photosynthétiques, la photo-électrolyse de l’eau. Le stockage de l’hydrogène sous forme solide (stockage par hydrures) est également à l’étude (l’hydrogène est conservé à l’intérieur d’un matériau, entre autres des alliages à base de magnésium). La capacité de stockage est alors portée à 123kg/m 3. Néanmoins, toutes ces nouvelles recherches n’auront d’impact que dans plusieurs années.



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