Le défi des systèmes d’entraînement de véhicules routiers

Abstract

Le transport routier constitue, dans la plupart des pays industrialisés dont la Suisse, le secteur à la plus forte croissance de consommation d’énergie et une des causes les plus importantes de pollution atmosphérique et de contribution au réchauffement global. Au niveau mondia, un doublement du parc de véhicules est prévu d’ici 2030, avec 1.6 milliards de véhicules. L’optimisation des systèmes d’entraînement de véhicules doit, plus que pour tout autre eystème énergétique, étroitement prendre en compte la trilogie des facteurs énergétiques, environnementaux et économiques. De nombreux progrès ont été réalisés au cours des dernières décennies, notamment en matière environnementale avec l’adjonction de catalyseurs d’oxydo-réduction sur les véhicules à essence et le passage à des carburants épurés. Toutefois les exigences de performances de reprise et d’accélération, associées à une mode de véhicules plus élevés et plus lourds, contraignent malheureusement l’efficacité énergétique moyenne à des niveaux très bas (typiquement inférieures à 15%). D’où les efforts rechnologiques accrus pour améliorer le rendement à charge partielle qui passent par la tendance vers des motorisations de plus petites cylindrés avec suralimentation, l’injection directe d’essence, la commande variable des soupapes, etc. Des efforts substantiels et absolument nécessaires sont effectués en relation avec la dépollution des moteurs Diesel en matière de particules et d’oxyde d’azote notamment. Une des approches futuristes est l’introcution de systèmes à piles à combustible, soit comme unité principale, soit comme unité auxiliaire, dont l’efficacité à charge partielle tend à être meilleure qu^à charge nominale. Toutefois les problèmes de coûts, de fiabilité, d’exigence de qualité de carburant et de stockage ou de conversion à bord sont encore des obstacles majeurs. En principe les besoins énergétiques requis pour vaicre le frottement de l’air et des paliers sont très faibles. Ainsi la demande théorique d’énergie devrait l’être galement si des systèmes efficaces de récupération de l’énergie cinétique et potentielle étaient mis en place. Ceci constitue le grand avantage des systèmes hybrides, commençant à apparaître sur le marché, qui permettent la récupértion de l’nergie de freinage (et accessoirement la réduction des particules de plaquette de freins) ainsi qu’une meilleure gestion du moteur thermique dans le cas des systèmes hybrides parallèles. Même si des progrès substantiels ont été réalisés en matière de batteries, cet aspect reste le talon d’Achille, à la fois économique et d’encombrement, des véhicules partiellement ou tout électrique