Michelin Hy-Light : la voiture propre de demain

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L'eau et le soleil comme seule énergies

En partenariat avec le Paul Scherrer Institut, Michelin a conçu la Hy-Light, un prototype de ce que pourrait être un véhicule propre d'ici 15 à 20 ans... Une « voiture roulant à l'eau » d'après certains journalistes, une PAC (pile à combustible) pour les plus avertis. Regardons-y de plus près.

En ce début de siècle, les prévisions alarmantes ne manquent pas. En 2030, la population avoisinera les 10 milliards d'êtres humains contre 6 milliards aujourd'hui. Dans le même temps, les besoins en termes de mobilité individuelle iront croissant. Le parc automobile devrait ainsi passer de 700 millions à 1,6 milliard de véhicules, entraînant dans son sillage le réchauffement de la planète et des tensions sur les prix du pétrole dont les réserves sont estimées à 30 ou 40 ans.

Dans ce contexte, la Hy-Light représente une synthèse idéale entre les besoins en mobilité de la société et les contraintes liées à l'environnement. Hy pour « hydrogène », car il s'agit d'un véhicule électrique utilisant non pas des batteries mais une PAC (pile à combustible). Et Light pour « léger », car il ne pèse que 850 kg. Construit à partir de technologies qui seront disponibles dans une dizaine d'années, il est non polluant, ne consomme que des énergies renouvelables et peut embarquer quatre personnes à 130 km/h.

L'eau et le soleil comme seules énergies

Le principe de la pile à combustible est de convertir directement l'énergie chimique née de l'association d'oxygène et d'hydrogène en énergie électrique. Celle de la Hy-Light a ceci de particulier qu'elle est alimentée par de l'hydrogène et de l'oxygène embarqués, le premier stocké dans le châssis de la voiture et le second dans des bonbonnes. D'ordinaire, dans les PAC, l'oxygène est directement pris dans l'air ambiant, ce qui, d'une part, nécessite un compresseur pour l'aspirer, donc un surcroît de consommation, d'autre part aboutit à des performances moindres qu'avec de l'oxygène pur, en raison par exemple d'un air pollué. La Hy-Light échappe à cette contrainte et parvient ainsi à une autonomie de 400 km à une vitesse constante de 80 km/h.

L'hydrogène n'existant pas à l'état naturel, il convient de le produire, par exemple par électrolyse de l'eau, et donc, pour le produire, il faut de l'électricité. Pour ce faire, Michelin et le Paul Scherrer Institut ont choisi une solution entièrement écologique : une station service équipée de panneaux solaires générant du courant continu pour l'électrolyse. L'hydrogène et l'oxygène ainsi obtenus le sont avec une énergie entièrement renouvelable et à un degré de pollution zéro.

Quid de l'hydrogène ?

À l'heure actuelle, l'hydrogène ne représente que 1,5% de la consommation d'énergie dans le monde. Il est en fait moins utilisé comme source d'énergie que comme un composant utilisé dans la production d'ammoniac et de méthanol. On s'en sert également dans les raffineries de pétrole et de façon plus marginale dans les programmes spatiaux. 48% de l'hydrogène est produit à partir de gaz naturel, 30% à partir de pétrole, 18% à partir de charbon, et seulement 4% par électrolyse de l'eau.

Contrairement à une idée répandue (depuis la catastrophe du fameux dirigeable Hindenburg, l'hydrogène a mauvaise réputation), ce carburant n'est pas plus dangereux que l'essence. Il impose cependant d'avoir une autre approche en matière de sécurité. C'est un gaz très léger, volatile, ce qui lui confère l'avantage de se disperser dans l'air. Le transport et le remplissage de l'hydrogène sont assez comparables à ceux du gaz naturel comprimé ou du propane. L'hydrogène est à ce jour largement utilisé dans certaines industries. Il est donc possible dès maintenant de commencer à l'utiliser comme carburant automobile.

Sachant que la PAC ne rejette que de la vapeur d'eau, on pourrait même envisager de récupérer cette eau pour produire à nouveau par électrolyse de l'hydrogène et de l'oxygène (ce qui est le cas dans les navettes spatiales). Certes, il y a des pertes, et le cycle de récupération ne se fait pas à 100%, mais on touche quand même là à ce que l'on peut faire de mieux en matière d'écologie.

Pas de moteur sous le capot ?

Vous seriez bien en peine de trouver le moteur sous le capot de la Hy-Light. Pas plus le moteur, d'ailleurs, que la boîte de vitesses, l'embrayage, les cardans, la barre anti-roulis et l'arbre à transmission, car tous les liens entre la source motrice et les roues ont été supprimés. La conduite du véhicule se fait via un processeur qui transmet les ordres du conducteur à deux moteurs électriques logés dans les roues avant. Une innovation technologique baptisée "Michelin Active Wheel" : cette roue active assure à la fois les fonctions de suspension et de traction grâce à des moteurs d'un rapport poids puissance exceptionnel. Outre l'alimentation en électricité par la PAC, des super condensateurs récupèrent l'énergie lors des freinages et la restituent aux moteurs en phase d'accélération.

Dans sa forme actuelle, la Hy- Light pèse 850 kg, atteint une vitesse de pointe de 130 km/h, peut atteindre 100 km/h en moins de 12 secondes, et peut rouler 300 km avec un plein (enfin... deux). Le véhicule rivalise avec une voiture de série de taille moyenne. La différence clé : en roulant 100 km, la Hy-Light utilise l’équivalent en énergie de moins de 2,5 litres d’essence, et le seul résidu qu’elle rejette est la vapeur produite lorsque l’hydrogène et l’oxygène sont combinés.

Les moteurs électriques ont l’avantage de se transformer en générateurs d’énergie. Dans le cas de la Hy-Light, lorsque la voiture ralentit ou que le conducteur freine, l’énergie cinétique produite par le mouvement du véhicule est capturée et stockée, puis relâchée quand le conducteur accélère. L’énergie est stockée dans des super condensateurs : ils constituent un compromis ingénieux entre une batterie (qui peut stocker beaucoup d’énergie mais ne peut pas répondre à un besoin ponctuel d’augmentation de puissance) et un condensateur traditionnel (qui donne des niveaux de puissance phénoménaux, mais ne permet pas de stockage). Fabriquée par Maxwell en Suisse, cette technologie augmente la puissance d’accélération de la voiture sans faire monter la consommation d’énergie.

Michelin et PSI

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