La gestion de l énergie dans les transports terrestres. Jean-Paul HERMANN Secrétaire exécutif à la Recherche

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1 La gestion de l énergie dans les transports terrestres Jean-Paul HERMANN Secrétaire exécutif à la Recherche

2 L énergie est : un enjeu politique un enjeu économique un enjeu sociétal un enjeu environnemental un problème de physique

3 L inéluctable épuisement des réserves pétrolières Source : C. CAMPBELL - J. LAHERRERE Pour la Science Mai 1998

4 L opinion publique européenne s inquiète de plus en plus des changements climatiques. Elle considère le CO 2 comme une cause première. Gaz à effet de serre (hors H 2 0) Nord de la France Mai 2001 NOx 7% Méthane 15% Autres 6% CO 2 55% CFC's 17%

5 Le transport comme source de CO 2 en Europe Transport routier 22% Autres transports 4% Domestique et commercial 21% Production d électicité + chauffage 31% Energie 5% Industrie 17% Source : Eurostat/ACEA

6 Des contraintes et pléthore de solutions possibles laquelle est la bonne?

7 Le défi des émissions de CO Reference : 1995 CO 2 (g/km) US Japon Europe Cible ACEA

8 1000 Parc automobile en proportion du revenu de 1970 à 1996, par pays 100 Véhicules / 1000 personnes ,1 Korea PIB par habitant ( US$ 1995)

9 Evolution des normes : Pollution ESSENCE DIESEL Complexité et coût des futurs systèmes : pot catalytique, filtre à particules, Nox-Trap...

10 Les voies d amélioration Véhicule Hybride Emissions CO 2 Pollution batterie Véhicule Pile à Combustible Evolutions

11 Prototype de véhicule hybride Scénic

12 Emissions de CO 2 du puits à la roue Energies actuelles et alternatives Ethanol Supercarburant ETBE GPL EMHV (diester ) Gazole SUNFUEL* Synfuel (gazole Fischer-Tropsch) PAC / H2 liq. PAC / H2 comp. PAC / H2 Elec.Fr Production Combustion Photosynthèse Sources : A. Douaud, IFP *Goudriaan/GEMIS/Ifeu/LBST CO 2 g/km

13 Groupes moto-propulseurs Gain CO 2 (%) GAIN CO 2 sur CYCLE NMVEG VCR compression variable ( F) GNV moteur dédié (3 à 5 kf) DME (< 500 F) GNV bicarburation (10 à 20 kf) STIRLING (coût non documenté) 5 ATAC allumage par gaz résiduels (coût non documenté) Date d application

14 Les moyens de transport = un problème complexe

15 Complexité des fonctions automobiles Architecture Coût fabrication, usage, réparation Esthétique Habitabilité - confort Aérodynamique Ergonomie Motricité Freinage Comportement Sécurité active - passive Source d énergie Performances Thermique Chauffage - climatisation Consommation Pollution Eclairage Acoustique

16 ENJEUX DES VEHICULES URBAINS A PROPULSION ELECTRIQUE Supprimer les lignes d alimentations aériennes (pollution visuelle en centre urbain) Accroître la récupération d énergie et le rendement système ( énergie freinage) Mettre en place la gestion de l énergie embarquée.

17 Alimentation enterrée SOLUTIONS EXPLOREES Solution originale mais.. Système complexe Impact infrastructure urbaine Pas de modification en terme de rendement énergétique Stockage de l énergie en Sous-Station L énergie de freinage des véhicules est stockée et un lissage de la consommation est réalisée Super-capacité où volant d inertie -Londres(S) & Cologne (mixte) Véhicules autonomes - «Préférence» Recharge en station d un organe de stockage d énergie embarquée sur véhicule ( super-capacité, batterie, volant d inertie) Stockage d énergie sous forme chimique et production d énergie électrique à bord «Préférence»

18 DEMANDE CLIENT: DES VEHICULES AUTONOMES ou AUTONOMISABLES Problématique : Sauvegarder le nombre de passagers transportés Charge à l essieu, et gabarit normés Exploitation performante (vitesse, disponibilité, sécurité) Apporter un avantage différenciant en coût global de possession L approche SYSTEME devient indispensable et le management de l énergie mis en œuvre nécessite une importante optimisation

19 APPROCHE SYSTEME STANDARD Fuel Cell DC/DC Inverter Auxiliaries Battery DC/DC Inverter Supervisor Motor Inverter Diesel Engine Alternator Inverter Inverter Motor High Power DC/DC Inverter Brakings ystem Braking resistor CAN bus

20 LA GESTION ENERGETIQUE

21 STOCKAGE ENERGETIQUE

22 Une solution nouvelle inventée en 1815 : la pile à combustible

23 H2 : quel intérêt? H H H H H H H H

24 Le problème CO 2 Conférence de Kyoto : réduction des émissions de gaz à effet de serre Engagement ACEA : Aujourd hui : 2008 : 140g CO 2 /km 2012 : 120g CO 2 /km v : 175 g/km 1.5 dci : 119 g/km

25 PAC : quel combustible? Hydrogène direct Reformeur? Méthanol Gasoline GTL Natural gas Biomasse

26 Système de traction PàC fonctionnant avec Hydrogène Hydrogène Exhaust Cooling loop Electrical Power storage Wheel Air Compresseur Air module Stack Converter Drivetrain Power Plant Water loop Air + H 2 O

27 Système de traction PàC fonctionnant avec de l essence Fuel Storage Exhaust Cooling loop Electrical Power storage Reformer Wheel Air Compressor Air module Stack Converter Drivetrain Power Plant Water loop Air + H 2 O

28 Hydrogène : les difficultés Production : quelle énergie primaire? Transport/Distribution : réseau? Utilisation : stockage sécurité acceptabilité

29 Stockage : efficacité des solutions CGH2 Hydrides LH2

30 L importance de la modélisation

31 Habitacle Catalyseur Stockage chaleur Circuit refroidissement Compartiment moteur Echappement 9 Compresseur 3 climatisation Energie chimique Energie mécanique Energie thermique Energie électrique Lien logique Véhicule conventionnel 1 (catalyseur chauffé) Réservoir Moteur Pompes : eau, huile, assistance 13 freinage (préchauffage moteur) (alternateur refroidi à eau) 2 0 Démarreur Transmissions Ventilateurs d habitacle Calculateurs Ventilateur de radiateur Pompe à carburant Consommateurs de confort Batterie Alternateur Aérodynamique, frottements, freinage-accélération 10

32 Habitacle Catalyseur Stockage chaleur Circuit refroidissement Compartiment moteur Echappement Chauffage d appoint Energie chimique Energie mécanique Energie thermique Energie électrique Lien logique (catalyseur chauffé) Véhicule hybride (préchauffage moteur) Réservoir Moteur thermique Pilotage Pompes : eau, huile, assistance freinage Pilotage Moteur - générateur Ventilateurs d habitacle Calculateurs Ventilateur de radiateur Pompe à carburant Consommateurs de confort Transmissions Aérodynamique, frottements, freinage-accélération Compresseur climatisation Batterie accessoires Pilotage Batterie traction EDF

33 La maîtrise de l énergie cinétique

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Zero emission delivery

Zero emission delivery Kangoo Hybride Green Propulsion Zero emission delivery Green Propulsion s.c.r.l. 6, quai Banning 4000 Liège www.greenpropulsion.be :+32 4 366 91 78 :+32 4 366 91 44 1899 : «La Jamais contente», première

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