Technologies de propulsion: du GNC à l’hydrogène, en passant par l’électricité

La route vers un avenir durable compte de nombreuses voies. Si nous voulons réduire au mieux les émissions de CO₂ de la circulation routière, toutes les technologies de propulsion peuvent et doivent être mises à contribution, en particulier celles qui sont immédiatement disponibles. Le facteur déterminant d’une mobilité respectueuse du climat n’est en effet pas le concept de propulsion, mais l’énergie employée.

Il est certain que les voitures électriques à batterie et les véhicules plus grands (BEV) joueront un rôle important dans un avenir proche, à condition qu’ils soient rechargés avec de l’électricité renouvelable. Mais le biogaz, l’hydrogène et les carburants synthétiques (appelés e-fuels) jouent également un rôle important sur la voie d’une mobilité respectueuse du climat.

Comparaison des technologies de propulsion des voitures et autres véhicules

Moteur à essence

La technologie du moteur à essence est éprouvée et peut encore être optimisée; les infrastructures de ravitaillement sont disponibles dans tout le pays. Le moteur à essence est caractérisé par la compression d’un mélange de carburant et d’air et son allumage externe par des bougies.

+ technologie éprouvée
+ proportionnellement bon marché à l’achat
+ infrastructure de ravitaillement parfaitement développée
+ post-traitement relativement simple des gaz d’échappement
– importantes émissions de CO₂
– production de carburant de synthèse coûteuse

Moteur diesel

Tout comme le moteur à essence, le moteur diesel existe depuis plus d’un siècle. Mais contrairement à celui-ci, il s’agit d’un moteur à combustion avec un allumage par compression, c’est-à-dire un auto-allumage sans bougies. L’avantage fondamental des moteurs diesel par rapport à ceux à essence est leur rendement plus élevé, c’est-à-dire qu’à puissance égale du moteur (mesurée en kW = kilowatts ou ch = chevaux), la consommation de carburant (mesurée en litres aux 100 km) est inférieure d’environ 20 à 30 %. Grâce à un post-traitement complexe des gaz d’échappement avec filtre à particules et réduction catalytique sélective (RCS), les moteurs diesel modernes sont très propres.

+ technologie éprouvée
+ infrastructure de ravitaillement parfaitement développée
+ économe en carburant
+ moins d’émissions de CO₂ que le moteur à essence
– dépollution complexe des gaz d’échappement
– production de carburant de synthèse coûteuse

Propulsion hybride (HEV)

Les constructeurs automobiles sont aujourd’hui de plus en plus nombreux à miser sur une propulsion hybride associant un moteur à combustion (généralement essence) et un moteur électrique. Le premier est utilisé lorsque son rendement est optimal, le second sert à accélérer et récupérer l’énergie de freinage. C’est dans le trafic urbain que la propulsion hybride est la plus performante.

+ infrastructure de ravitaillement parfaitement développée
+ économe en carburant
+ moins de polluants émis
– relativement coûteux à l’achat
– poids plus élevé en raison de systèmes de propulsion multiples

Hybride rechargeable (PHEV)

Contrairement au HEV, qui charge la batterie exclusivement en récupérant l’énergie de freinage, un PHEV peut être rechargé à la station de charge. Grâce à cela et à son pack de batteries plus puissant, l’hybride plug-in permet une plus grande autonomie électrique (80 à 120 km possibles fin 2023) sans devoir renoncer à un moteur à combustion.

+ infrastructure de ravitaillement parfaitement développée
+ économe en carburant
+ moins de polluants émis
+ autonomie électrique supérieure à celle d’un HEV
– relativement coûteux à l’achat
– poids plus élevé en raison de systèmes de propulsion multiples

Moteur GNC

Le moteur GNC est un moteur à essence. Les moteurs GNC actuels sont bivalents et fonctionnent aussi bien au GNC ou au biogaz qu’à l’essence. Le GNC est composé à plus de 90 % de méthane (CH₄), le plus simple des hydrocarbures. Grâce à ses proportions avantageuses de carbone et d’hydrogène, le moteur GNC émet environ 25 % de CO₂ en moins qu’un moteur à essence, pratiquement aucune particule fine et très peu d’oxydes d’azote. Les véhicules GNC finissent régulièrement en tête de classement de l’Écomobiliste de l’Association transports et environnement (ATE). Le GNC suisse contient en moyenne plus de 20 % de biogaz, et la tendance est à la hausse.  Certaines stations-service permettent également de faire le plein de biogaz pur.

+ technologie éprouvée
+ proche de la neutralité carbone avec 100 % de biogaz
+ émissions plus faibles (NO_X, particules fines)
+ autonomie comparable au moteur à essence
+ économique sur l’ensemble du cycle de vie (TCO = Total Cost of Ownership)
– réseau limité de 140 stations-service en Suisse (plus de 4000 en Europe)
– gamme de modèles réduite, presque plus de nouvelles voitures de tourisme
– durabilité variable selon le mix de gaz

Motorisation électrique par batterie (VEB)

L’avenir appartient à la voiture électrique. Telle est la volonté politique, à laquelle l’industrie se plie. Son efficacité, son éco-efficience et l’absence d’émissions polluantes locales sont autant d’arguments en faveur de la propulsion électrique par batterie. L’électromobilité est avant tout adaptée aux trajets courts. Pour l’instant, une autonomie acceptable requiert des blocs de batteries imposants et lourds.

+ éco-efficience
+ facteur plaisir grâce au couple élevé
+ fonctionnement exempt d’émissions
– temps de charge longs et infrastructure limitée
– bilan écologique problématique en termes de production et d’élimination (des batteries)
– valeur d’occasion incertaine (remplacement de la batterie)
– durabilité variable selon le mix électrique

Moteur à pile à combustible (FCEV)

Le véhicule est propulsé par l’énergie électrique générée par la réaction de l’hydrogène (H₂) avec l’oxygène (O₂) dans la pile à combustible. Cette réaction produit de l’eau et c’est donc de la vapeur qui est émise. Il ne s’agit plus seulement d’une vision futuriste: environ 1600 camions à pile à combustible du constructeur coréen Hyundai devraient circuler en Suisse d’ici 2025. Un réseau de 30 stations-service de H₂ doit être déployé simultanément.

+ éco-efficience
+ fonctionnement exempt d’émissions
+ remplissage rapide du réservoir
– manque d’infrastructure
– durabilité variable selon le mode de production de l’hydrogène
– palette de modèles très limitée

Découvrez ce que vous pouvez optimiser

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