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1960
VOLKSWAGEN Elektro-Transporter
1961
ELEKTRA King (USA, 1961-1976...)
Conçue par Billard & Zarpe (B&Z Electric Car Co, Long Beach, Californie).
Moteur électrique DC 1 ch, batteries 6 V, 28 km/h, autonomie 72
km.
Projet racheté par Robert E. McCoy en 1972
Version 3 et 4 roues, choix de 4 moteurs électriques, 25 à 46
km/h, autonomie 28 à 57 km.
MCLOUTH STAINLESS STEEL XV'61 au salon de New York.
Véhicule hybride à carrosserie en acier inoxydable. Il s'agit
d'une voiture spacieuse mais d'un encombrement réduit, conçue
pour la circulation urbaine et pour être prise en charge par un
système de monorail lors de longs parcours.
1962
PEEL (1962-1966)
1964
ELECTRIC SHOPPER (? 1964-1966)
GENERAL MOTORS Electrovair
Série GENERAL MOTORS XP512E, sur base GM Corvair 1964-1966.
13 batteries d'accumulateurs argent/zinc Yardney Silvercel (Yardney
Electric Co)
Essai de pile à combustible hydrogène/oxygène en 1967.
RENAULT
Dauphine à accumulateur Argent/Zinc Yardney
Fig. 1 - La Dauphine, avec le capot et le couvercle arrière
soulevés pour montrer les batteries.
Fig. 2 - Vue arrière montrant les batteries, le moteur électrique
et le compteur d'ampères-heures.
Les
accumulateurs Argent/Zinc Yardney et l'automobile (Auto Volt,
février 1967)
"Nous avons eu l'occasion (...) d'informer nos lecteurs des
essais de la GENERAL MOTORS, constituant des études expérimentales
de véhicules à traction électrique utilisant
des commandes électroniques. Il s'agissait en particulier
de l'ELECTROVAIR qui était muni de 13 batteries d'accumulateurs
argent-zinc. C'étaient des batteries "YARDNEY SILVERCEL"
de la YARDNEY ELECTRIC CORPORATION qui est spécialisée
dans l'accumulation de l'énergie électrique du domaine
aérospatial. Or, cette firme se livre elle-même à
des études et à des adaptations de batteries sur
des véhicules, qui présentent le plus haut intérêt.
Nous donnerons donc ci-après les grandes lignes des réalisations
expérimentales, et nous répondrons succinctement,
en nous appuyant sur des argumentations du constructeur lui-même,
aux objections qu'un lecteur ne manquera pas de faire.
Dans une étude, portant sur les fabrications de la SOGEA,
(...) nous avons abordé du point de vue technique les accumulateurs
argent-zinc. Nous ne reviendrons pas sur les principes de ces
générateurs.
Véhicules et performances
II faut rappeler d'abord que le premier véhicule qui ait
roulé dans le monde avec une batterie argent-zinc André-Yardney
était une Dyna-Panhard française, qui a été
transformée en 1954 à Paris avec un support YARDNEY.
Le "père" de la batterie argent-zinc est, comme
on sait, le professeur Henri ANDRE ; sa batterie a été
perfectionnée et commercialisée par la Compagnie
YARDNEY, et brevetée dans le monde entier.
Dans le stade suivant, en 1964, une Renault Dauphine a été
électrifiée avec une batterie SILVERCEL du type
aviation de 113 kg, pendant qu'une voiture identique était
équipée pour comparaison avec une batterie au plomb
de 340 kg, d'une capacité équivalente de 115 Ah.
Nous présentons les caractéristiques et les performances
des deux véhicules sur le tableau ci-joint dont la colonne
de droite, à gauche des chiffres des voitures "conventionnelles",
est réservée aux chiffres d'une voiture projetée,
à carrosserie aérodynamique, conçue pour
tirer l'avantage maximal des batteries en cause.
Les performances, telles qu'elles ressortent du tableau, sont
assez saisissantes quant à l'examen des poids, vitesses,
accélérations, rayons d'action. (Les chiffres donnés
ne sont qu'approximatifs car ils résultent de la transformation
des unités américaines.) Les performances des batteries
SILVERCEL ne doivent pas surprendre, quand on sait que leur énergie
emmagasinée, exprimée en watts-heures par unité
de poids de batterie, est de 3 à 10 fois l'énergie
calculée de la même manière pour le type au
plomb.
Objections
A ces beaux résultats, on peut opposer deux arguments :
1 - L'argent est un métal cher.
Certes, cependant, financiers et techniciens ne sont jamais au
bout de leurs ressources, et la batterie argent-zinc ne doit pas
être coûteuse si l'on veut exploiter ses belles qualités.
Financiers et techniciens réunis diront d'abord que l'argent
des batteries, quel que soit le nombre de cycles que comportera
leur vie, n'est ni irrévocablement transformé, ni
dispersé. Il reste dans la batterie, peut être récupéré
et indéfiniment relancé dans les circuits des batteries
neuves. Les techniciens ajouteront que s'il n'y a pas actuellement
assez d'argent sur le marché, aux Etats-Unis notamment,
c'est parce que ce métal n'est en somme souvent extrait
que comme un sous-produit. S'il apparaissait nécessaire
d'avoir beaucoup d'argent, une exploitation plus active, ou même
de nouvelles prospections, pourraient avoir lieu. Les financiers
ajouteront des arguments ingénieux : puisque l'argent ne
disparaît pas, et se retrouve quand on veut, il ne faut
pas le vendre mais le louer. Bien entendu, seule une vaste organisation,
ou un organe d'État, seraient susceptibles d'un tel financement.
La valeur de l'argent ne serait pas incluse dans le prix de la
batterie, qui ne comprendrait qu'un intérêt ; mais
le possesseur de la batterie pourrait investir ses deniers dans
l'argent comme les autres, s'il la désirait. Nous regrettons
de ne pouvoir développer ces considérations, qui
ne manquent pas d'intérêt (sans jeu de mot), mais
qui sont vraiment trop étrangères à nos préoccupations
habituelles (nous n'oublions pas que le point de vue financier
existe dans toute question technique).
2 - Qu'avons-nous besoin d'un accumulateur, même techniquement
avantageux, quand nous attendons la pile à combustible
?
Certes encore. Mais la pile, malgré les milliards qu'on
lui consacre, et toutes, les espérances qu'elle donne,
n'est pas encore commercialisée, et demandera encore quelques
années (ne nous risquons pas à une évaluation,
qui a déjà été faite), et des mises
au point certainement possibles (rien n'est impossible à
la science...), mais difficiles, car le véritable objectif
n'est pas la pile hydrogène-oxygène, mais la pile
au carburant liquide courant. En attendant, il y a des problèmes
urgents, qui sont l'économie des carburants, la lutte contre
le bruit et la pollution de l'atmosphère, et la batterie
argent-zinc est au point et commercialisée ; elle a même
fait ses preuves dans des conditions très dures. Les accumulateurs,
celui-ci et les autres, soit qu'on les perfectionne, soit qu'on
les découvre ou qu'on les redécouvre, ont donc un
rôle à jouer dans l'immédiat. Ils en auront
même un à jouer quand la pile à combustible
sera au point. Ils serviront d'ailleurs à l'introduire.
Le bien-fondé de tout cela se trouve dans les recherches
actives et originales que de nombreuses compagnies très
importantes mènent dans le domaine des générateurs
électrochimiques d'énergie. Nous en avons donné
des échos à nos lecteurs. Il faut ajouter que les
accumulateurs, qui sont au point, sont à même d'utiliser
les commandes électroniques des moteurs, qui semblent nettement
en avance sur la pile.
1965
45 000 véhicules électriques en Grande-Bretagne
Les livraisons de lait et de pain de porte à porte emploient
plus de 80 % du parc des voitures électriques.
La production annuelle dépassant les 2 000 unités.
Des ingénieurs
français ont mis au point une pile à combustible
(8)
Chariot
à fourche et Golf-cart ALLIS CHALMERS à pile
à combustible
"La Société américaine ALLIS-CHALMERS
vient de réaliser pour expérimentation le premier
véhicule électrique à pile à combustion
comme source d'énergie.
Il s'agit d'un "golf-cart" ou voiturette à 3
roues pour terrains de golf d'un type classique aux Etats-Unis
(1) dans lequel les batteries d'accumulateurs classiques ont été
remplacées par une pile à combustion que l'on aperçoit
à l'arrière sur la figure 1.
On sait que la pile à combustion (en anglais "fuel-cell")
mise au point par la GENERAL ELECTRIC Company équipait
le véhicule spatial "Gemini" Mac Donnell lors
du vol mémorable de CONRAD et COOPER en août dernier
(190 heures 30 en vol orbital ; distance parcourue 5.343.000 km
!).
Les batteries d'accumulateurs "Eagle Picher" argent/zinc
(au nombre de sept) n'étaient prévues que comme
"secours" alors que ces seules batteries équipaient
"Gemini IV" pour un vol spatial de courte durée.
(2)
Les deux piles à combustion G.E. de "Gemini V"
étaient capables de produire plus de 2 kilowatts en régime
de "pointe" et ne pesaient que 31 kg chacune !... sous
une tension de 26,5 à 23,3 V. Le combustible consistait
en 6,8 kg d'hydrogène et 16,7 kg d'oxygène sous
pression. Chaque pile comprenait 32 cellules branchées
en série.
Nous en donnerons la description détaillée dans
un très prochain article car cette conception révolutionnaire
d'un générateur électrique à grande
puissance massique intéresse tous les électriciens
d'automobiles pour les véhicules de demain.
(...)
Comme on peut le constater, les choses vont très vite aux
U.S.A. du fait de la "course à la montre" engagée
avec l'U.R.S.S. pour la conquête de la Lune où la
pile à combustion va trouver de nombreuses applications
de véhicules électriques spéciaux (fig. 2),
alimentation des laboratoires et stations lunaires mobiles et
fixes, habitats, etc. Russes et Américains ont déjà
étudié et mis au point ces ensembles d'avant-garde
qui font avancer la technique à pas de géant et
dont toute l'industrie sera bénéficiaire sur notre
terre, d'ici quatre ou cinq ans.
C'est ainsi que, sans perdre de temps, ALLIS-CHALMERS expérimente
déjà des tracteurs, des postes mobiles de soudure
électrique par points et des chariots élévateurs
de manutention dans lesquels la pile à combustion constitue
la source d'énergie électrique, aux lieu et place
des lourds et encombrants accumulateurs classiques avec la sujétion
de leurs recharges périodiques.
Ainsi, l'ère de la Pile à combustion est déjà
commencée.
(1) Le véhicule électrique à 3 roues (roue
avant directrice) dit "golf cart" est très employé
aussi pour les déplacements des visiteurs et des employés
supérieurs dans les vastes usines américaines, ainsi
que par les présidents des Etats-Unis pour leurs déplacements
dans leurs ranchs et terrains de golf.
Venant de visiter à Toulouse les immenses usines de Sud-Aviation
où se construit avec ardeur le sensationnel "Concorde"
en pool avec la B.A.C. britannique, nous-mêmes aurions bien
apprécié un tel véhicule pour parcourir ces
immenses bâtiments : salle des dessins géante multiples
laboratoires d'essais des structures, ateliers, etc. N'ayant plus
hélas ! nos jambes de 20 ans...
(2) Nos relations personnelles avec M. Donnell, constructeur "Gemini",
nous ont permis d'apprendre que Gemini VI (qui n'a pu remplir
sa mission le 25 octobre dernier du fait de la défaillance
de la fusée "Atlas° lanceuse de "l'Agena"
du rendez-vous spatial) ne comportait pas de piles à combustion
mais 10 batteries argent/zinc dont des 400 Ah... Ceci en attendant
la parfaite mise au point des piles à combustion qui vont
bénéficier de l'expérience acquise dans le
vol spatial de "Gemini VI", rappelé plus haut."
(AutoVolt, novembre 1965, Henry LANOY, Lauréat de l'Académie
des Sciences).
ELECTRO MASTER (? 1965-1969)
MARKETOUR
MOBILETTE
1966
Berline et camionnette électrique GENERAL MOTORS (12)
GENERAL
MOTORS Electrovan (12.1966)
Série GENERAL MOTORS XP512E
fourgonnette, sur base GMC Handivan, expérimentale actionnée
par une pile à combustible de 32 éléments
à hydrogène et à oxygène mise au point
et fabriquée par la Division de l'électronique d'UNION
CARBIDE.
1967
Critique des véhicules électriques (1.1967)
:
Avantages:
Ils ne consomment de l'énergie que lorsqu'ils roulent.
Leurs frais d'entretien sont très bas et leur robustesse
certaine (Les immobilisations pour pannes sont rares.
Ils ne sont pas sensibles au froid et au gel.
Les risques d'incendie sont très réduits.
Les démarrages sont instantanés et faciles et ne
demandent pas d'effort.
La conduite est extrêmement simple et n'exige pas de compétence
particulière (Elle ne met en oeuvre que deux pédales).
La rapidité de démarrage et la valeur des accélérations
compensent en partie les vitesses réduites dans l'établissement
d'une moyenne honorable.
L'énergie de remplacement est fournie dans les heures creuses.
L'empattement court facilite le stationnement.
Les véhicules électriques sont silencieux et propres
; Ils n'émettent pas de gaz nocifs ; Ils ne salissent ni
les marchandises, ni le conducteur.
Avantages
du moteur électrique:
Valeurs maxi de couple et puissance dès le régime
nominal ou ralenti.
Le régime augmentant, la courbe de couple s'infléchit,
la courbe de puissance reste pratiquement plate (Même puissance
jusqu'au régime maximum de rotation du moteur).
Inconvénients:
Rayon d'action réduit.
Longueur des recharges (De 5 à 8 heures, mais de nuit).
Difficulté pour les recharges en dehors du garage particulier.
Prix assez élevé des véhicules.
Durée de la batterie d'accumulateurs (4 à 6 ans).
49e Salon de Turin (1-12.11.1967)
Quatre firmes italiennes présentaient une voiture électrique
à destination urbaine : Ghia, Giannini, Moretti, Urbanina.
Ces "curiosités" du Salon de Turin attirèrent
de nombreux amateurs. Précisons que leur technique est
des plus classique : moteur électrique alimenté
par des batteries d'accumulateurs au plomb. Les véhicules
exposés par Moretti et Giannini sont des adaptations qui
rappellent les solutions adoptées par de nombreux constructeurs
pendant les deux années de l'occupation.
L'Urbanina, plus élaborée, mérite une attention
particulière, non pour son mode de traction qui reste classique,
mais pour sa conception générale qui sort des sentiers
battus. Il en est de même de la Rowan de Ghia avec châssis
De Tomaso qui, par sa carrosserie originale de petit gabarit,
peut préfigurer la voiture de ville de demain.
Transformation
AEI Ltd
Poids à vide 1.134 kg, en charge 1.338 kg (poids des batteries
340 kg) ;
Vitesse maximale 66 km/h en plat, en charge ;
Accélérations 5 secondes pour atteindre 29 km/h, 10 s pour 43
km/h, 22 s pour 48 km/h ;
Parcours sans arrêt à pleine puissance 47 km (essai arrêté à 16
km/h), 59 km sans arrêt à la vitesse constante de 48 km/h, 26
km avec 4 arrêts-départs par mile ; Consommation 47 km sans arrêt
(12 kWh).
CARTER
Coaster (2.1967)
La CARTER ENGINEERING COMPANY Ltd a étudié et
mis au point un véhicule électrique de ville à
accumulateurs, le Carter Coaster. C'est un véhicule à
deux portes et quatre places (en principe deux adultes et deux
enfants), la charge utile étant de 227 kg. Il comporte
quatre batteries de 12 V.
Avec un poids d'environ 386 kg (conducteur seulement), une seule
charge de la batterie permet un parcours de 97 km dans des conditions
favorables. Une vitesse maximale de 56 km à l'heure est
suffisante pour un trajet qui ne dépasse pas 32 km, et
se traduira par une dépense légère, La voiture
est susceptible de s'amortir en vingt ans environ. Elle doit avoir
la faveur de ceux dont le parcours quotidien est de l'ordre de
32 km, comme c'est le cas pour les médecins urbains, les
infirmières, etc.
Parmi les caractéristiques du véhicule, signalons
: un réchauffeur électrique qui chauffe la voiture
quand les batteries ont été chargées, une
carrosserie en plastique avec pare-brise en verre et fenêtres
fixes en plastique transparent, un système de transmission
breveté comprenant une roue libre, un système de
barre fixé au capot pour connecter automatiquement les
batteries quand le couvercle est rabattu, des sièges de
plastique cellulaire, deux pédales de commande.
La conduite comprend les opérations suivantes :
- Une clef tournée dans un sens ou dans l'autre donne la
marche avant et la marche arrière ;
- Le premier mouvement de la pédale de l'accélérateur
fait tourner le moteur vers 3.000 tours à la minute ;
- Si l'on appuie davantage, on agit sur un potentiomètre
qui actionne lui-même un accouplement électromagnétique
monté entre le moteur et le différentiel ;
- On obtient une excellente accélération puisque
le moteur tourne à la vitesse optimale ;
- Si l'on abandonne l'accélérateur, on coupe l'accouplement
et l'on arrête le moteur ; de cette façon, on économise
l'énergie au maximum et l'on tire le kilométrage
maximal de la capacité de la batterie.
Moteur
arrière.
Longueur 2.59 m, empattement 1.60, largeur 1.67, hauteur 1.22,
rayon de braquage 6 m, poids 318 kg, charge utile 227 kg.
Autonomie 30 km à 56 km/h (A vitesse réduite, sur
parcours optimisé, autonomie 100 km).
DAIHATSU C°
La Daihatsu C° de 800 cm3 pèse 750 kg en version
"thermique" et 990 en version électrique.
Elle est construite par le Battery Electric Car Development Group
qui réunit cinq firmes, dont le constructeur de la voiture.
La partie électrique, électronique et mécanique
comporte une batterie d'accumulateurs au plomb de 84 V et 120
Ah, à recharge rapide, un moteur électrique de 5
kW, 80 V, 80 A, 2.900 tr/mn, avec circuit d'huile de refroidissement,
un bloc de commande à thyristors, l'embrayage et la transmission
mécanique (conservés).
Les performances sont : deux passagers et une charge de 200 kg,
vitesse maximale 70 km/h, vitesse de croisière 50 km/h,
pente de 25 % à 10 km/h, pente de 5 % à 45 km/h,
parcours total sans recharge : 80 km.
Fourgonnette
électrique ELECTRIC POWER STORAGE Ltd (Manchester)
Pile à combustible hydrogène/oxygène.
Ainsi est bien démontré que la pile à
combustible n'est pas abandonnée, et qu'on recherche des
perfectionnements qu'on atteindra à coup sûr.
FORD Comuta
(7.1967)
La "Comuta", voiture électrique Ford (G. Gory,
AutoVolt, juillet 1967)
Ford Grande-Bretagne vient de présenter sa première
voiture électrique. Prévue pour la circulation urbaine
et suburbaine, c'est un prototype expérimental, actionné
par une batterie classique au plomb. D'une autonomie limitée
à 65 km environ, cette voiture ne peut être qu'une
avant-garde des voitures électriques de l'avenir. Selon
la firme Ford, les voitures électriques sont susceptibles,
pour l'utilisation urbaine d'être commercialisées
dans les dix années à venir. Il y a encore, en effet,
beaucoup de problèmes à résoudre pour le
stockage pratique de l'énergie électrique. Dès
maintenant d'ailleurs, des études sont en train aux U.S.A.
pour l'adaptation à la "Comuta" des batteries
sodium-soufre, ces deux corps constituant les électrodes
liquides, avec comme électrolyte une céramique (solide)
à base d'oxyde d'aluminium. (...) Ajoutons que l'adoption
des batteries sodium-soufre donnerait au véhicule en cause
une autonomie dont l'ordre de grandeur pourrait dépasser
300 km, ce qui commencerait à être très intéressant.
Mais il y a des problèmes de prix de revient à résoudre
dans le domaine électrochimique. Quant aux problèmes
électriques et électroniques, ils suivent semble-t-il
les études avec assez d'aisance. Il existe aussi des problèmes
mécaniques, car la répartition des poids et des
volumes dans les voitures électriques n'est pas la même
que pour la voiture classique.
Présentation
générale
II s'agit en somme d'une voiture pour les cités d'aujourd'hui
et de demain, où les problèmes d'encombrement, de
pollution et de bruit, prennent et prendront de plus en plus,
si l'on n'y prend garde, une importance très inquiétante.
Cette petite voiture est conçue pour transporter deux adultes
et deux enfants (ou même trois), ou deux adultes et des
bagages. La photographie ci-dessus donne une vue sympathique d'une
occupation possible. Cette question de la capacité a fait
l'objet d'études spéciales très poussées.
Les caractéristiques du véhicule sont données
ci-dessous :
Longueur 2,03 m, largeur 1,26 m, hauteur 1,42 m, empattement 1,36
m, voie 1,12 m, rayon de braquage 2,74 m, poids 544 kg.
Vitesse maximale 64 km/h, accélération de 0 à
48 km/h 14 secondes, rayon d'action à 40 km/h 64 km.
Ces caractéristiques traduisent bien le faible encombrement
du véhicule et la facilité de manoeuvre pour la
circulation et le stationnement. On peut loger trois Comuta dans
chaque emplacement normal attribué à une voiture.
Organisation
générale
Le véhicule complet comporte l'assemblage très facile
d'un châssis et d'une carrosserie. La carrosserie est en
fibre de verre et matière plastique. Le châssis est
de la sorte "à épine dorsale à ailettes",
en tôle d'acier assemblée par points de soudure.
C'est sur les branches de cet ensemble que sont montés
le volant, les pédales, la carrosserie, les pare-chocs,
les conduites du chauffage intérieur et de la ventilation,
les batteries et les moteurs, la suspension et les amortisseurs.
Seules une pédale de frein et une d'accélération
sont nécessaires puisque les moteurs électriques
et les dispositifs électroniques de commande éliminent
naturellement la boîte de vitesses et l'embrayage. La suspension
avant comporte un bras de levier, et comprend un dispositif Neidhardt.
Ce dernier, qui a été utilisé sur divers
véhicules, consiste en un tube en forme d'équerre
avec une pièce de caoutchouc à l'intérieur
d'un tube externe. Le même principe est employé pour
la suspension arrière, et les deux suspensions sont équipées
d'amortisseurs télescopiques classiques. Le freinage est
également classique sur chaque roue. Le frein à
main agit sur les roues arrière, La roue de rechange est
placée derrière les sièges arrière.
Circulation
d'air
L'air chaud provenant du refroidissement des moteurs électriques
est la source de la chaleur à employer pour le chauffage
de l'intérieur de la voiture. L'orientation de la circulation
d'air est commandée de l'intérieur de la voiture
suivant trois principes :
- "Recyclage" de l'air intérieur refroidissant
les moteurs et revenant à l'intérieur ;
- Air extérieur introduit après réchauffage
sur les moteurs ;
- Air extérieur admis à l'intérieur de la
voiture, puis renvoyé sur les moteurs avec rejet de l'air
chaud à l'extérieur.
La circulation d'air est provoquée par un ventilateur électrique.
Grâce à son action orientée on peut climatiser
à volonté l'intérieur de la voiture.
Partie
électrique
Le véhicule est actuellement muni de quatre batteries de
12 V au plomb, classiques. Cela fait une tension nominale de 48
V. La capacité est de 85 Ah pour un régime de 1
heure. Deux batteries sont installées de chaque côté
de la poutre du châssis ; elles sont très accessibles
et amovibles grâce à des panneaux latéraux.
Un interrupteur disposé sur le plancher du véhicule
à portée du conducteur permet d'isoler les quatre
batteries montées en série. Les batteries contiennent
assez d'énergie pour donner une autonomie de 64 km à
la vitesse régulière d'environ 40 km/h avec une
charge moyenne. Quand des batteries de principes énergétiques
nouveaux seront commercialisées, l'autonomie pourra être
augmentée, sans doute d'une manière très
importante. Les batteries peuvent être rechargées
au moyen d'un chargeur au garage. On peut aussi procéder
à un échange de batterie si l'on est organisé
pour cela. Le véhicule est muni de deux moteurs électriques
à l'arrière du châssis. Ce sont des moteurs
de 5 ch au maximum. Leur diamètre est de 14 cm environ.
Chaque arbre de moteur se termine par un pignon qui commande un
engrenage hélicoïdal. Des éléments de
caoutchouc sont intercalés dans la transmission pour absorber
les vibrations. Les moteurs sont placés dans un carter
d'aluminium relié à une conduite d'air, animée
par un ventilateur électrique et qui est en rapport avec
le chauffage de la voiture, comme nous l'avons dit.
Commande
électronique
Les moyens d'action donnés au conducteur sont :
- Une simple commande au pied qui prend la place de la pédale
d'accélérateur de la voiture classique, et qui tient
le rôle de la pédale d'accélération,
de la pédale de débrayage et du levier de changement
de vitesse, car le dispositif électrique réalise
une transmission automatique ;
- Un levier de sélection donnant de chaque côté
d'un point mort, d'une part la marche avant, d'autre part la marche
arrière ;
- Une pédale de freinage mécanique.
L'application de l'énergie motrice aux moteurs, dans les
conditions fixées par la pédale de commande électrique
et le levier de sélection, utilise des thyristors dont
nous avons défini dans d'autres articles les lignes générales
d'emploi pour la traction électrique moderne. (...) Sans
vouloir reprendre cette question, il est bon de rappeler que la
variation de vitesse des moteurs s'obtient par variation de la
tension qui leur est appliquée. Cette variation était
réalisée, dans les premières tractions électriques,
en gaspillant sous forme de chaleur, dans des résistances
bobinées ou des piles de carbone, l'énergie qu'on
ne pouvait employer dans les moteurs. Grâce aux thyristors,
appareils de commutation extrêmement rapides, on sait transformer
une tension permanente donnée par une batterie en une série
d'impulsions plus ou moins longues de cette tension, qui donne
une tension moyenne inférieure sans gaspillage d'énergie.
On sait aussi que pendant les coupures, et grâce aux selfs
des circuits, on récupère dans les moteurs l'énergie
magnétique empruntée à la batterie, ce qui
est excellent pour le rendement et la régularité
du couple. C'est la pédale de l'accélérateur
qui fixe les caractéristiques (durée et fréquence)
des impulsions, c'est-à-dire la tension moyenne qui alimente
les moteurs, et par suite les couples moteurs qu'ils donnent.
Dans les circuits électroniques on rencontre :
- Les contacts fixés par le levier de sélection
et actionnés par la pédale,
- Le circuit de puissance qui comprend les thyristors comme pièces
principales, et des éléments annexes.
- Un ensemble "logique" comprenant les éléments
électroniques qui déclenchent ou bloquent les thyristors,
et procurent les sécurités indispensables, en prévenant
notamment les surcharges des moteurs et l'amorçage des
arcs entre les contacts.
Equipements
divers
Le véhicule comporte, en plus des dispositifs propres à
la traction, ceux qui sont exigés par tout véhicule
routier, tels que les phares et lanternes, les indicateurs de
direction, essuie-glace et lave-glace. Le tableau de bord comporte
un indicateur de charge de la batterie.
GHIA Rowan (Turin, salon de Turin, 11.1967)
Berline 2 + 2 places, 3 portes, dotée de 2 moteurs électriques
- châssis réalisé par De Tomaso -.
Ce véhicule dénommé le "Rowan"
est annoncé comme pouvant se déplacer à la
vitesse de 75 km/h avec une autonomie de 300 km.
GIANNINI
(Rome, salon de Turin, 11.1967)
Sur Fiat 500, transformation portant sur le moteur uniquement.
Celui-ci est remplacé par un moteur électrique alimenté
par 8 batteries au plomb, classiques de 6 volts.
La vitesse horaire est de 50 km/h ; l'autonomie de 100 km.
"Mini-vélo"
électrique de la HIGH SPEED MOTORS Ltd (Angleterre
du Sud)
Ce très petit véhicule est susceptible de faire
du 48 km à l'heure en plat avec un cavalier de 90 kg.
On peut évidemment recharger la nuit.
Il a un frein puissant à l'avant et à l'arrière,
et une monocoque en plastique, entièrement fermée,
qui constitue une carrosserie qui résiste à la corrosion.
MORETTI (Turin, salon de Turin, 11.1967)
Sur base Fiat 500.
Celle-ci peut rouler à 50 km/h avec une autonomie de 100
km.
Moretti a également annoncé qu'il préparait
un prototype capable de rouler à 60 km à l'heure
avec 2 personnes à bord, l'autonomie de ce véhicule
est annoncée pour 200 km.
Scooter électrique POWELL et C° (pays de Galles)
Voiture
à deux places TIRL (Tube Investments Research Laboratories,
Essex)
Petite voiture à deux places, carrossée en plastique,
et disposant d'une autonomie de plus de 80 km, à une vitesse
moyenne de 40 km/h.
Elle peut faire un dur trajet de 48 km avec 176 arrêts et
démarrages, en conservant de bonnes accélérations.
Cette voiture a une batterie classique.
URBANINA
Ue 2 (Pise, salon de Genève, 5.1967)
5 applications présentées au salon de Turin (11.1967)
et, pour la première fois, un châssis 4 places bimoteur
électrique pouvant atteindre 86 km à l'heure et
ayant une autonomie de 180 km.
Elle existe en deux versions : une électrique (U.e.
2) et une à moteur thermique (U.sc.), avec un moteur de
2 CV (puissance fiscale italienne).
Elle a une longueur de 1,96 m, une largeur de 1,28 m et une hauteur
de 1,70 m.
Elle peut transporter deux passagers.
Elle peut se garer partout grâce à une carrosserie
tournante qui permet de descendre de tous les côtés.
Les caractéristiques principales pour le type électrique
sont les suivantes :
Moteur électrique 1 kW, 24 V, disposé sous le plancher
batteries d'accumulateurs spéciales.
Transmission progressive, levier de sélection sur le volant,
"possibilité de monter n'importe quelle pente".
Carrosserie en plastique vitrifié, poids à vide
335 kg (le poids du type à moteur thermique est de 310
kg).
Vitesse maximale 70 km/h, autonomie de 80 km.
Motocyclette
UNION CARBIDE fonctionnant avec une pile à combustible
"Dans un numéro précédent d'Auto-Volt
(décembre 1966), nous avons décrit l'Electrovan,
fourgonnette expérimentale présentée récemment
par la GENERAL MOTORS. Ce véhicule était actionné
par une pile à combustible de 32 éléments
à hydrogène et à oxygène mise au point
et fabriquée par la Division de l'électronique d'UNION
CARBIDE.
Pour mettre en relief les possibilités très grandes
qu'offre la pile à combustible, les services de recherche
d'UNION CARBIDE ont présenté une motocyclette qui
ne se distingue guère extérieurement des engins
de types courants, mais dont le moteur à explosion a été
remplacé par une pile à combustible fonctionnant
à l'hydrazine avec l'oxygène de l'air. Elle roule
en ne faisant entendre qu'un léger vrombissement, contrairement
à ses congénères,
Elle peut circuler à la vitesse de 40 km à l'heure,
et effectuer un parcours de 320 km avec environ 3,80 litres d'hydrazine.
UNION CARBIDE a d'ailleurs précisé qu'il ne fallait
pas conclure qu'elle envisageait de commercialiser de tels véhicules,
mais que la démonstration devait seulement mettre en évidence
quel stade avaient atteint les recherches, et quelles perspectives
elles ouvraient.
Il faut, à cette occasion, attirer l'attention sur l'hydrazine
qui permet actuellement la réalisation de piles robustes,
ne polluant pas l'atmosphère. Le principe de telles piles
est connu depuis plus de trente ans, mais l'hydrazine était
alors trop chère pour qu'on puisse s'y intéresser
utilement. Depuis, son utilisation comme propergol dans les fusées
a permis d'effectuer d'énormes progrès dans sa fabrication
et de faire baisser son prix d'une manière importante.
UNION CARBIDE peut conclure dans le domaine de ses recherches
: "nous sommes parvenus à un stade de la technique
où il est possible de prévoir que ces éléments
producteurs d'énergie pourront être prochainement
commercialisés."
(AutoVolt, février 1967, G. GORY).
1968
MIT versus Cal Tech Great electric vehicle Race (USA)
Premier rallye de l'Electric Auto Association aux USA
Voiture de
record AUTOLITE, 138 mph (222.042 km/h)
1969
CAPRERA Algol (12.1969)
Monoplace à 3 roues ("Conçue en tenant compte
des exigences de 1980" selon ses concepteurs); Voiture qui
serait utilisée comme taxi urbain sans chauffeur avec des
pièces de monnaie.
EFP -
ELECTRIC FUEL PROPULSION (? 1969-1976)
années
70'
Prototype American Motors Amitron
Dans le cadre des véhicules à traction électrique
à générateur électrochimique, qui
font l'objet de recherches acharnées et curieuses, nous
donnons ci-après quelques renseignements sur l'Amitron,
véhicule urbain dont l'originalité réside
pour nous dans le choix et dans la conjugaison de batteries d'accumulateurs
de deux espèces. Il s'agit donc d'un véhicule hybride.
Caractéristiques
générales
Il s'agit d'un véhicule urbain à trois places de
front, le prototype AM, appelé Amitron, qui fait l'objet
d'une réalisation conjointe de American Motors et de Gulton
Industries, pour le développement de l'automobile électronique.
Nous donnerons plus loin les particularités électriques.
Il a un rayon d'action de 240 km, avec une vitesse de croisière
de 80 km à l'heure, et une accélération de
O à 80 km/h en 20 secondes.
Le véhicule a une longueur totale de 2,16 m, une largeur
de 1,77 m et une hauteur de 1,17 m. L'empattement est de 1,52
m, la voie est égale, les roues sont de 20 cm. Les unités
anglaises sont traduites en unités françaises dans
la présente note.
Les plans prévoient des sièges gonflés, qui
peuvent être dégonflés et ramenés au
niveau du plancher pour donner une large surface de charge. Le
système électronique est logé derrière
les sièges.
Les cadrans sont montés dans le style "hélicoptère"
au-dessous du volant. Ils sont plus larges que sur la plupart
des véhicules pour l'aisance de la lecture.
Pour donner des facilités pour l'entrée ou la sortie,
la toiture entière peut tourner et se rabattre autour de
charnières à contrepoids qu'on actionne par un levier
elle peut être actionnée de chaque côté.
De larges pare-chocs avant et arrière, dessinés
comme parties intégrantes de la voiture, sont en une matière
nouvelle (vinyle-caoutchouc), qui absorbe les chocs et revient
à sa forme naturelle.
Les glaces sont très larges et non levables, car il y a
un système de circulation de l'air.
Les phares ont une protection. Quand on ferme le circuit, cette
protection tourne et dégage les lampes.
Les batteries
Le véhicule est doté, d'une manière originale,
de deux types d'accumulateurs de traction.
La batterie principale est composée d'éléments
Iithium-fluorure de nickel ; ils
sont plus compacts et plus légers que ceux des batteries
classiques. Il y a deux groupes
d'éléments, chacun d'eux pesant 34 kg et ayant les
dimensions 33 x 32 x 60 cm. Ces batteries
emmagasinent 10 fois plus d'énergie que les batteries au
plomb pour le même encombrement.
Sur la photo, on voit, au premier plan, une demie batterie au
lithium qui a la même énergie que 45 batteries de
traction classiques que l'on voit à l'arrière plan.
A noter que le lithium est le métal le plus léger
et qu'il est abondant.
En plus des deux groupes au lithium le véhicule en cause
comporte deux batteries au cadmium-nickel de 11 kg, chacune ayant
les dimensions 46 x 25 x 6 cm, avec un système de commande
compact.
Une symbiose est organisée pour les deux groupes de batteries.
Les batteries au lithium donnent l'énergie de croisière
à débit modéré. Les batteries au cadmium-nickel
donnent les décharges énergiques nécessaires
pour les accélérations. Elles sont rechargées
en vitesse de croisière par les batteries au lithium.
La batterie de la voiture peut être rechargée complètement
environ mille fois en trois ans. La recharge complète peut
être faite en quatre heures. La quantité d'énergie
pour un parcours d'environ 32 km peut être donnée
en 30 mn sur un courant domestique ordinaire, ou en 10 mn avec
une dérivation spéciale.
Un rendement supplémentaire est donné par un freinage
à récupération sur les batteries, au moyen
de la pédale normale de freinage. Cela peut ajouter 25
% au rayon d'action de la voiture.
AUDI 100 Electric (Volkswagen, Bosch, Varta)
Prototype
Electric Town Car de COPPER Development Association
18 batteries au plomb 6 V Exide EV-106.
53 mph (85 km/h), autonomie 103 miles (166 km).
ERPI-1 russe (2.1970)
Depuis deux ans la section d'études et de recherches
de l'Institut polytechnique d'Erevan (Arménie soviétique)
s'attache aux problèmes de création de la voiture
électrique.
Trois variantes de principe ont été élaborées.
La première a les deux roues arrières motrices,
entraînées chacune par un moteur. L'utilisation de
thyristors dans le système de régulation permet
de grosses économies de courant. L'énergie des 18
accumulateurs est débitée par impulsion, ce qui
permet une régulation de la marche sans pertes de courant.
Récemment, la "ErPi-1" a effectué 70 km
sur l'itinéraire montagneux Erevan-Sevan, à la moyenne
de 50 km/h.
"ErPi-1" est montée sur un châssis d'automobile
OUAZ-451. Elle peut déjà être utilisée
pour des livraisons dans les villes.
Des variantes sont en essai :
1° à moteurs à courant alternatif;
2° système combiné de moteurs : un petit moteur
à explosions assurant la recharge des accumulateurs en
cours de route. (A.P.N.)
Prototype Ford Berliner
Ford présente un véhicule électrique urbain
étudié et réalisé au nouveau centre
de Ford Allemagne à Merkenich. Il est baptisé Berliner.
C'est un prototype expérimental pour la recherche d'une
solution au problème de la congestion des villes, dont
les dessinateurs et les ingénieurs de Ford se préoccupent
depuis longtemps. Les recherches sont dirigées aussi bien
vers la forme et le dessin que vers les moyens de propulsion.
La longueur est de 2,133 mètres. L'empattement, la hauteur
totale et la largeur hors tout sont de 1,37 mètre.
La voiture est destinée à transporter quatre personnes,
et offre un espace intérieur comparable à celui
d'une voiture deux fois plus longue. Elle peut être transformée
en véhicule de livraison ou en break grâce au système
Ford de pliage de sièges. Ce résultat a été
obtenu en installant les deux sièges arrière face
à l'arrière. On peut replier les trois sièges
de passagers on dispose alors d'une vaste surface pour le chargement.
Les commandes sont réduites à un sélectionneur
de marche avant ou arrière, un accélérateur
et un frein.
Le véhicule est propulsé électriquement par
des batteries classiques et comporte un système de transmission
entraînant les roues arrière. Les recherches sur
une propulsion électrique susceptible d'augmenter le rayon
d'action sont en cours depuis longtemps dans les centres des Etats-Unis.
La voiture peut être équipée d'un moteur à
explosion.
Voiturette électrique General Motors à batterie
zinc-air
Cette voiturette électrique a un moteur d'une puissance
de 1,5 ch.
Elle est pourvue d'une batterie zinc-air, mise au point par la
General Motors (on la voit sur la photo avec une de ses plaques
de zinc).
La batterie pèse 32 kg et sa puissance est de 1 kW.
Elle fournit les mêmes performances qu'une batterie au plomb
pesant 117 kg.
Son amélioration ouvrirait des perspectives intéressantes,
car aucune des batteries actuellement commercialisées n'est
susceptible de satisfaire à la fois aux conditions idéales
de puissance et d'énergie massiques.
Dans des perspectives à court terme, la batterie zinc-air,
qui peut être rechargée mécaniquement, offre
ces perspectives.
La batterie zinc-air de General Motors n'occupe que 45 dm3 et
atteint la puissance massique de 30,8 à 57,3 watts par
kilogramme, avec une capacité d'environ 66 watts-heure
par kilogramme.
Mise en comparaison, une batterie au plomb occupe 51 dm3 et ne
possède qu'une puissance massique de 8,8 watts par kilogramme
et qu'une énergie massique de 22 à 26,4 watts-heure
par kilogramme.
La formule zinc-air est susceptibles d'être améliorée
par le perfectionnement des cellules et l'augmentation des quantités
de zinc.
Elle devrait permettre d'atteindre la puissance massique de 176
watts par kilogramme et l'énergie massique de 110 à
176 watts-heure par kilogramme.
Prototype GLOBE-UNION Maxima
break, batteries plomb/acide 12 V, 4350 pounds (1973 kg).
75 mph (121 km/h).
Chargeur
embarqué G. & M. Power Plant Gainmaster
Il s'agit d'un chargeur spécial (battery booster
en anglais), destiné à fonctionner sur le véhicule,
et constituant un petit groupe électrogène à
moteur thermique destiné à augmenter le parcours
permis, sans recharge, au véhicule électrique à
accumulateurs.
La photo montre le "Gainmaster" présenté
par G. et M. Power Plant Cie Ltd. L'idée de ce dispositif
ne manque pas d'originalité et peut surprendre. On dira
"Le véhicule électrique a la prétention
d'éliminer le véhicule à moteur thermique
pour des raisons bien connues la lutte contre la pollution atmosphérique,
la lutte contre le bruit, la recherche de la souplesse et du rendement.
Or, le groupe électrogène introduit un moteur thermique
sur la voiture électrique...". Sans doute, mais il
faut analyser exactement la solution.
Dans l'état actuel de la question, et avant qu'on ait mis
au point les piles à combustible et les accumulateurs à
forte capacité, qui font les unes et les autres l'objet
de recherches générales très approfondies
et pleines d'espoirs, il faut bien tirer le maximum de ce que
l'on a. Or, le maximum en matière de rayon d'action est
très défavorable. Si on ne l'atteint pas, on perd
le bénéfice d'un parcours déjà réduit,
et si l'on veut l'atteindre, on risque fort de rester en panne
ou d'avoir une fin de parcours pénible, surtout lorsque
la possibilité d'accélérations avantageuses
peut conduire à des abus et réduire encore le rayon
d'action normal. Avec un groupe rechargeur sur la voiture, la
sécurité est atteinte, la souplesse n'est plus un
vain mot, et le rayon d'action est augmenté. Mais il ne
faut pas perdre de vue les points suivants encombrement supplémentaire,
pollution, bruit et dépense.
L'encombrement est réduit puisqu'il s'agit d'un chargeur
de faible puissance cela est normal puisque ce dernier n'a qu'un
caractère d'auxiliaire.
La place est choisie à l'arrière du véhicule,
et le volume utile du véhicule n'en est pas sensiblement
affecté. On réalise aisément la commande,
l'évacuation des gaz et l'approvisionnement. Le démarrage
est évidemment obtenu à partir de la batterie de
traction.
La pollution de l'air est évitée par le choix, comme
carburant, du propane Calor, dont les gaz de combustion sont non
toxiques et inodores, et dont l'emploi évite le dépôt
de carbone dans les cylindres, sur les soupapes et dans l'huile
de graissage. La voiture est équipée de deux bouteilles
de propane.
Le bruit est réduit par la mise en place du groupe dans
un compartiment insonorisé. Le bruit est léger et,
dans les conditions normales, ni le conducteur, ni les piétons
ne le perçoivent pratiquement.
Il reste la question de la dépense. Le propane est plus
cher que l'essence et l'essence est plus chère que l'énergie
électrique des garages. Mettons bien la chose au point
il ne s'agit que d'allonger le parcours, de conserver la souplesse
sans arrière-pensée, et d'avoir une sécurité
complète. Il ne s'agit pas de recharge, qui est l'affaire
des garages. Il reste entendu que le bon emploi suppose la batterie
à peu près complètement déchargée
au moment de la rentrée au garage on évitera cependant,
grâce au chargeur, l'épuisement sur route, avec les
onéreuses dépenses de dépannage.
Le parcours ou le nombre de démarrages peuvent être
augmentés de 60 à 100 % suivant la capacité
de la batterie et la nature du véhicule.
Véhicule urbain hybride MAZDA EX 005 au salon
de Tokyo
Il est mû par un moteur électrique alimenté
par une batterie, maintenue en charge par une dynamo qu'entraîne
un petit moteur à piston rotatif tournant à régime
constant.
L'EX 005, qui peut accueillir quatre personnes, est constitué
de trois éléments moulés en matière
plastique : plate-forme, intérieur et pavillon amovibles.
Les changements de direction, l'accélération et
le freinage sont commandés par un levier unique disposé
entre les sièges avant.
MBB Elektrotransporter
(Messerschmitt Bolkow Blohm, Bosch, Varta, Bayer)
Un camion
NISSAN EV-4H (batteries plomb-acide) parcourt 308 miles
avec une seule charge.
Prototype
SEAR'S AND ROEBUCK XDH-1
Base Fiat 128, batteries plomb/acide DieHard.
1970
Piles à combustible hydrox sur APOLLO 13 (NASA,
avril).
Une explosion dans le réservoir d'oxygène du vaisseau
spatial mit ses piles hors service.
Pendant plusieurs jours, les trois astronautes (James Lovell,
Fred Haise et James Swigert) luttèrent pour leur survie
dans leur capsule dangereusement sous-alimentée, mais purent
heureusement regagner la Terre sains et saufs.
AUTOETTE
Voiture électrique
CGE Grégoire
Les laboratoires de Marcoussis (CEAC SAFT) ont travaillé
sur les formules traditionnelles des accumulateurs au plomb en
développant des "couples" à hautes performances
tels que l'air-métal qui, en multipliant l'énergie
massique, permet d'emmagasiner 2,5 fois plus d'énergie
pour un même poids embarqué. Le rayon d'action du
véhicule est augmenté d'autant.
Des travaux très avancés concernent également
les couples sodium-souffre, correspondant à une énergie
massique au moins cinq fois supérieure à celle du
couple au plomb.
Si de tels générateurs exigent encore de 10 à
15 années d'étude et ne sont pas encore totalement
adaptés aux conditions de circulation actuelles, les piles
à combustible, au méthanol par exemple, sont en
revanche susceptibles d'être mises en service pour accéder
au domaine des véhicules de tourisme. Cependant leur mise
au point définitive et l'abaissement du coût de revient
demanderont encore quelques années de recherche.
Contrôle commande du moteur
e contrôleur placé entre la batterie et le moteur
permet de commander la puissance prise à la batterie et
fournie au moteur. La formule la plus répandue est, à
l'heure actuelle, les contrôleurs à semi-conducteurs
qui envoient des impulsions de courant dont la fréquence,
l'amplitude ou la durée permettent de moduler la puissance
du moteur. Les recherches faites par Alsthom en ce domaine ont
permis d'apporter à la voiture électrique une souplesse
de conduite, un silence de fonctionnement et une fiabilité
qui assurent l'agrément et la sécurité de
la voiture.
L'avenir
Si, jusqu'à présent, comme le soulignait M. Chatenet,
le véhicule électrique n'a été qu'un
sujet d'intérêt à éclipses c'est, au
fond, parce qu'on n'en avait pas réellement besoin.
Pénurie de combustibles, lutte contre la pollution, l'actualisation
de l'énergie électrique s'accélère
et s'affirme, précisément le souci d'affranchir
progressivement la production d'électricité par
rapport aux combustibles fossiles, notamment par le développement
de l'énergie nucléaire.
Les besoins en énergie nouvelle se développent parallèlement
aux besoins des transports et une spécification entre transports
routiers et citadins, individuels et collectifs, contribuera au
succès de la voiture électrique.
La voiture électrique CGE (J. POTHET ingénieur
de la Société FULMEN, Ingénieurs de l'Automobile,
7.1976)
Attentive depuis ses origines à toutes les applications
de l'électricité, la C.G.E. s'est intéressée
aux voitures électriques lorsque les circonstances l'y
ont poussée.
Ainsi, en 1940, elle demandait à l'ingénieur Grégoire
de lui étudier une automobile spécialement conçue
pour la traction électrique, et elle sortait un élégant
cabriolet à deux places qui pesait sans accus 500 kg. Avec
ses 400 kg d'accus (144 Ampères-heures - 96 Volts), cette
voiture avait les meilleures performances sur le marché
: Vitesse : 55 km/h - autonomie : 100 km.
Le 11 septembre 1942, l'ingénieur Grégoire, pilotant
une voiture de série sur laquelle il avait monté
700 kg d'accus (280 Ampères-heures - 96 Volts), établissait
un record du monde. Sous le contrôle de Monsieur Delpeyrou,
contrôleur officiel de l'Automobile Club de France, il parcourait
250 km sur la route Paris-Tours à plus de 43 de moyenne.
En 1970, les problèmes d'environnement remettent la voiture
électrique au premier rang de l'actualité. La C.G.E.
charge alors la Société FULMEN de construire un
véhicule électrique, en tenant compte de l'expérience
acquise précédemment et en utilisant les possibilités
actuelles des techniques automobiles et électriques.
On demanda à l'ingénieur Grégoire d'étudier
selon sa technique un véhicule original, mécanique
et carrosserie.
Les différents éléments de la propulsion
électrique sont le résultat des travaux de recherche
de différentes filiales du groupe C.G.E.
Les moteurs sont fournis par UNELEC, les variateurs électroniques
par E.V.R. (Eclairage des Véhicules sur Rail), la Société
FULMEN, "pilote" du programme, fournissant les accumulateurs
au plomb.
I - DESCRIPTION DU VEHICULE
Ce véhicule est une mini-fourgonnette, 2 places, longueur
: 3 m 30, largeur : 1 m 34, hauteur : 1 m 41, poids total à
vide : 940 kg dont 400 kg de batteries, charge utile : 200 kg,
soit 1 conducteur + 125 kg.
Les répartitions de poids sont les suivantes :
- Châssis équipé + carrosserie : 460 kg
- Batteries : 480 kg
- Equipement électrique (moteur, variateurs, etc.) : 80kg
- Total : 940 kg
Performances
- Vitesse maxi sur plat :
mode économique : 60 km/h
mode rapide : 75 km/h
- Accélération
0 à 30 km/h : 6,5 s
- Pente maxi gravie : 15 %
- Autonomie: de 60 km en circulation urbaine dense à 120
km en circulation routière fluide.
Ceci se traduit par les consommations suivantes :
de 100 Wh/km/Tonne à 200 Wh/km/Tonne.
Chaîne synoptique du véhicule
Ainsi que le montre le schéma, la chaîne est composée
:
- d'une source d'énergie ; dans le cas présent,
accumulateur au plomb ;
- d'un variateur électronique destiné à commander
le moteur ;
- d'un moteur électrique ;
- d'un pont réducteur classique, monté en bout de
moteur, et transmettant le mouvement aux roues.
Implantation des matériels
- La batterie est implantée pour moitié (200 kg)
à l'avant du véhicule pour moitié à
l'arrière. Cette solution assure une bonne répartition
des masses.
- Le moteur et le pont sont à l'arrière, ce véhicule
étant à traction arrière.
- Le variateur est situé dans la partie arrière
du véhicule.
II - CARACTERISTIQUES MECANIQUES
Plate-forme
constituée par une carcasse interne composée de
pièces en alliages légers coulés.
Ces pièces solidement boulonnées entre elles, forment
un ensemble d'une exceptionnelle rigidité.
4 roues
indépendantes
à l'avant par parallélogramme,
à l'arrière par bras tirés.
Suspension
pneumatique par pistons et coussins basse pression (Brevets J.-A.
Grégoire).
Direction
à crémaillère.
Transmission
Ensemble réducteur dans un carter étanche comprenant
deux pignons hélicoïdaux plus couple conique Gleason.
Rapport de réduction 1/7,43.
Le réducteur est suspendu (type de Dion) avec deux arbres
à cardans transversaux.
Freins
hydrauliques Lockheed à tambour : diamètre 180 avant
; diamètre 225 arrière.
Roues
du commerce: 135 x 13.
Carrosserie
Fourgonnette avec porte arrière et 2 portes latérales
coulissantes.
Carrosserie en résine synthétique renforcée
fibre de verre.
III - ENSEMBLE DE PROPULSION ELECTRIQUE
- La propulsion du véhicule est assurée par un moteur
attaquant un pont-réducteur à l'aide d'un couple
conique. Ce moteur est du type à courant continu et excitation
séparée.
- Un variateur électronique, commandant ce moteur, permet
de réaliser les fonctions suivantes :
- La variation progressive de la vitesse du moteur de O à
V maxi.
- Le choix entre deux modes de fonctionnement (mode économique
ou mode rapide).
- La limitation de la vitesse du moteur à vide (en cas
de rupture d'un élément de transmission).
- La limitation de la vitesse du véhicule dans une descente
en assurant un freinage récupératif (recharge batteries).
- L'alimentation
du moteur se fait à partir de la batterie, par l'intermédiaire
du variateur électronique, lequel est composé essentiellement
de deux découpeurs électroniques.
- Le premier découpeur, à thyristors, permet de
faire varier la tension d'alimentation (3 Volts à 96 Volts)
de l'induit moteur en fonction de la pédale d'accélérateur.
Le courant d'induit est limité à une valeur I max.
(220 A).
- Le deuxième découpeur à transistors, permet
de faire parcourir les inducteurs par un courant proportionnel
au courant d'induit, selon une loi : i = aI + b, donnant ainsi
au moteur les caractéristiques d'un moteur série.
- Un accélérateur
à cellule photo-résistive (variation de résistance
par variation de lumière), transmet au variateur les informations
reçues de la pédale d'accélérateur,
pour agir sur les découpeurs.
- Ce variateur reçoit également les informations
de sécurité interdisant les fausses manoeuvres,
détecte les anomalies de fonctionnement, les transmet à
un thyristor dit "de court-circuit", lequel provoque
ainsi l'ouverture du circuit d'alimentation.
CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DE LA CHAINE
MOTEUR
Type : courant continu, excitation séparée ;
Tension d'alimentation : variable de 3 à 96 V ;
Régime de rotation : 4 500 t/mn à 60 km/h (mode
économique), 5 600 t/mn à 75 km/h (mode rapide)
;
Puissance : 14,6 kW à 2400 t/mn (régime 1 minute),
5 kW à 4500 t/mn (régime unihoraire) ;
Poids : environ 36 kg ;
Régime de survitesse : 9 000 t/mn pendant 5 minutes ;
Refroidissement : air forcé
COMMANDE
ELECTRONIQUE
a) de l'induit
Tension d'alimentation : 81 à 96 V ;
Tension minimale de sortie : 3 V ;
Courant maximal : 220 A (régime 1 minute).
b) de l'inducteur
Tension d'alimentation : 81 à 120 V ;
Commande à partir du courant d'induit : i = k I, 2 valeurs
de K pouvant être sélectionnées (mode économique
et mode rapide) ;
Limitation inférieure pour le courant i d'excitation.
BATTERIE
Tension nominale : 96 V ;
Poids des éléments : 400 kg ;
Energie massique : 38 Wh/kg au régime de 5 h.
Les voitures
électriques DAIHATSU à l'exposition d'Osaka (G.
Gory, Auto Volt)
Nous avons eu l'avantage d'une conversation avec M. Jacques BENEZECH,
président de la 4° section (équipements, électricité
et électronique) de la S.I.A. (Société des
Ingénieurs de l'Automobile), qui a fait un voyage d'information
au Japon à l'occasion de l'Exposition Internationale 1970
d'Osaka. De cette manifestation, qui a été la plus
importante du monde, car elle a reçu 70 millions de visiteurs
dont 4 d'étrangers, et qui était orientée
par le thème "Progrès et Harmonie pour l'Humanité",
un esprit averti comme M. J. Bénézech a rapporté
une masse énorme d'informations, dont nous voulons seulement
exploiter brièvement la partie relative à la traction
électrique. Cette question est entre toutes à l'ordre
du jour, et son évolution, qu'on pourrait qualifier de
fatale, pourrait (il faudrait dire " devrait ") causer
bien des surprises, dans un nombre d'années restreint,
au sens que prend cet adjectif en matière de recherche
fondamentale et technologique ; cela malgré des prophètes
qui ne veulent pas faire confiance à des techniques qui
mènent le monde. Ce qui se passe au Japon, pays d'une ascension
industrielle vertigineuse, et dont les chercheurs ont un sens
pratique particulièrement aiguisé, ne peut laisser
indifférents nos lecteurs.
Le nombre
des visiteurs et les dimensions du parc (4.300 m de tour) justifiaient
des mesures très spéciales. Les moyens de transport
comprenaient
1° Un monorail très moderne à forte accélération
et forte décélération, possédant une
vitesse de pointe de 60 km/h, et ceinturant le parc de l'exposition.
Ce mode de transport déjà utilisé par ailleurs
au Japon avait une automaticité presque complète.
Le conducteur, informé par des écrans de télévision
qui lui donnaient une image complète du convoi, n'avait
normalement qu'un geste à faire appuyer sur un bouton commandant
le cycle de démarrage, lorsque le signal de fermeture des
portes avait retenti.
2° Un réseau de transport à faible vitesse reliant
les points principaux. Ce réseau, de profil compliqué,
était formé par des trottoirs roulants placés
dans des tubes climatisés et placés de telle façon
qu'ils donnaient de beaux aperçus sur l'exposition, d'une
hauteur variant de 3 à 8 mètres.
3° Un réseau de voitures circulant plus ou moins rapidement
dans les avenues suivant l'importance et l'urgence des transports,
solution qui est développée ci-après.
Les voitures à traction électrique
Le problème était d'avoir une pollution nulle, un
silence complet, un fonctionnement alliant la sécurité
et la fiabilité. C'était le problème de la
traction électrique. Il a été résolu
avec 300 voitures munies de la classique batterie au plomb et
d'une commande électronique à impulsions, aujourd'hui
classique aussi, et dont nous avons donné à plusieurs
reprises des exemples. Il ne s'agissait pas de véhicules
expérimentaux utilisant des générateurs ultramodernes,
mais en somme de véhicules actuellement classiques et permettant
un essai de masse.
Deux types de voitures électriques ont été
conçus.
Le premier réalisait pour tous les pavillons un transport
du personnel, et pour le public un service de taxis utilisés
notamment par des groupes de personnes handicapées.
Le second fournissait un moyen de transport rapide pour la police,
les pompiers, les ambulances et les personnels divers d'intervention.
Le premier type, qui pouvait être conduit par n importe
qui, avait une vitesse limitée à 20 km/h. Le second
avait une vitesse de pointe assez élevée, pouvant
atteindre 60 km/h. Le maître d'oeuvre était Daihatsu.
Deux cent cinquante voitures lentes ont été construites
leur modèle est représenté par la figure
ci-dessus. Elles étaient peintes de couleurs différentes
suivant l'affectation. Elles ont circulé en permanence
pendant six mois. Leurs caractéristiques étaient
les suivantes :
Poids total 980 kg, batteries au plomb de 96 V, 125 Ah t 280 kg,
énergie massique des accumulateurs 42 Wh/kg.
Moteur de 1,5 kW avec pointe de 3 kW (par exemple pour le franchissement
des pentes à pleine charge), commande électronique
par impulsions.
Vitesse maximale 20 km/h, vitesse de trafic 5 à 15 km/h,
rayon d'action 145 km.
Soixante
véhicules rapides donnaient des performances plus élevées.
Leurs batteries étaient les mêmes que celles des
véhicules lents, mais il y avait neuf batteries au lieu
de huit. Les caractéristiques étaient les suivantes
:
Poids total 1 tonne, batteries au plomb de 108 V, l25 AQh, 315
kg.
Moteur de 3 kW, capable de surcharge, commande électronique
par impulsions.
Vitesse maximale 69 km/h, vitesse de trafic 5 à 45 km/h,
rayon d'action entre 80 et 120 km suivant la vitesse utilisée.
La recharge
La recharge était effectuée en principe dans un
garage situé près de la gare du monorail par une
centaine de chargeurs automatiques. Il fallait 5 à 6 heures
pour la recharge dans le cas d'une décharge complète.
La charge était effectuée pendant la nuit mais des
recharges rapides étaient prévues dans la journée,
en particulier pendant l'heure du déjeuner.
Le bilan
Le 9 septembre, soit quatre jours avant la fermeture de l'exposition,
M. J. Bénézech a pu faire le bilan des opérations
avec les dirigeants de l'organisation s'occupant de la charge
et de l'entretien. Il a pu poser les questions utiles et conduire
des véhicules. A part des accidents mineurs demandant de
menus travaux de carrosserie, il n'y a pas eu d'incidents notables.
Beaucoup de voitures atteignaient des parcours journaliers de
125 à 135 km. La construction était soignée
et le silence remarquable à toutes les vitesses. Aucune
batterie, aucun moteur, aucune commande électronique n'a
été changé. Le prix de revient du kilomètre
parcouru a été égal environ au quart de celui
qu'auraient donné des voitures à moteurs thermiques
équivalentes.
L'expérience a été très concluante
et des constructeurs comme Daihatsu et Toyota vont en tirer les
conséquences. Des prototypes sont en cours de réalisation.
Perpectives
La carte de la lutte antipollution va être jouée
vigoureusement au Japon, où la pollution croît d'une
manière très alarmante, étant donné
le très vif développement de toutes les industries,
métallurgiques, chimiques, automobiles, électroniques
et autres. Le Gouvernement et le public sont alertés. Une
remarque personnelle de M.J. Bénézech vaut d'être
rapportée.
Alors qu'au cours d'un voyage effectué en 1964, il avait
pu admirer à plusieurs reprises le célèbre
et national Fusi-Yama, il n'a pas pu le voir en entier en 1970,
à cause de l'apparition d'une sorte de brume sur la côte
du Pacifique, due à l'humidité et à la densité
des établissements industriels, dont l'activité
a doublé en six ans.
Aussi les recherches sur les générateurs électrochimiques
sont-elles très actives. La Société Sony,
par exemple, a établi un prototype de pile zinc-air, utilisant
le zinc en poudre, et qui, après avoir donné 25
W/kg, dépasse actuellement 35 W/kg. La consommation de
zinc est de 1,4 kg par kW/h. Il y a récupération
des oxydes et hydroxydes de zinc et aussi de l'électrolyte,
en vue de régénérer les matières.
Des bureaux de recherche importants sont créés.
Trois piles à combustible étaient présentées
à Osaka.
Le robot d'exploration
LUNOKHOD 1 se pose sur la lune, dans la mer des Pluies, le
17.11.1970.
missions Luna 17 à 24
recueil de roches lunaires et examen des propriétés
du sol.
Lunokhod roule 10.5 km sur la lune.
MERCEDES-BENZ Electrobus à propulsion bi-mode (Mercedes-Benz,
Bosch-Varta)
Prototype
de voiture de ville MINIPHO
PEUGEOT
signe un accord avec Alsthom pour l'application de l'énergie
électrique à l'automobile
1971
Lors d'un colloque sur la traction électrique à
Erevan, avec les savants tchèques et bulgare, les techniciens
soviétiques ont présenté un électromobile
(agence Tass, 11.1971)
La Grande-Bretagne
active la mise au point de la voiture électrique (10)
La United
States Post Office utilise des fourgons anglais électriques
HARBILT
programme pilote à Cupertino, California Post Office
A la suite de cet essai, positif, la United States Post Office
commande 350 fourgons Jeep électriques à AM General
Corp, division d'American Motors.)
GENERAL
MOTORS Sunraycer vainqueur du raid Darwin-Adelaïde
21 concurrents, 3005 kilomètres parcourus en 44 heures et
54 minutes, à la moyenne de 66,92 km/h (deuxième Ford à... 900
km !). Déjà, au cours du prologue, le Sunraycer avait imposé sa
loi avec Vitesse de pointe 113 km/h au cours du prologue (seul
prototype à pouvoir dépasser 100 km/h) Panneau solaire comprenant
7 200 cellules avec un pouvoir de conversion énergétique de 16,5
%, puissance de 1 kW sous une tension de 150 volts (soleil au
zénith).
Groupe d'accumulateurs rechargeables composé de 68 éléments zinc/argent
(1,5 volt et 25 Ah chacun) ne pesant que 36 kg, soit 1/5e d'un
ensemble classique plomb/acide de mêmes prestations. Châssis en
tubes d'aluminium et carrosserie en matériau composite, poids
330 kg.
LUNAR ROVER
VEHICLE, missions Apollo 15, 16 et 17, 1971-1972 BOEING Co,
composants Delco Electronics (GM)
- Apollo 15 : du 26.7 au 7.8.1971. 12 j 7 h 11 min 53 s. David
Scott, James lrwin et Alfred Worden (MC). 30.7 le Lemsepose dans
la mer des Pluies, au pied des Apennins. Scott et Irwin font un
séjour de 66 h 55 min, utilisant la "Jeep lunaire"
pour 3 sorties (18 h 35 min, 28 km parcourus) ; 4.8 retour ; 7.8
amerrissage ; 76 kg de roches rapportées.
- Apollo 16 : du 16 au 27.4.1972. 11 j 1 h 51 min. John W. Young,
Charles Duke Jr, Ken Mattingly II (MC) ; 21.4 le Lem se pose près
du cratère Descartes; séjour de 71 h (3 sorties
de Young et Duke : 20 h 15 min ; 26,7 km parcourus) ; 27.4 : retour
; 95,4 kg de roches rapportées.
- Apollo 17 : du 7 au 19.12.1972. 12 j 13 h 52 min. Eugen Cernan,
Ronald Evans, Harrison Schmitt (géologue) ; 11.12 le Lem
se pose dans les Monts Taurus prèsdu cratère Littrow,
séjour 74 h 59 min (3 sorties de Cernan et Schmitt : 22
h 04 min ; 36 km parcourus); 17.12 sortie dans le vide (Cernan)
au retour; 117 kg de roches rapportées.
les vols Apollo 12 à Apollo 17 nont eu lieu que
pour utiliser les fusées Saturn déjà existantes,
les explorations scientifiques effectuées servaient seulement
à justifier les expéditions. Les appareils de liaison
Terre-Lune ont été débranchés le 1.10.1977,
les kilomètres de bandes magnétiques enregistrées
ont été mises de côté et, sur les 382
kg de roches lunaires stockées, environ 350 kg nont
pas été analysés.
Apollo XV et l'automobile extra-terrestre
Les techniciens de la voiture peuvent admirer au Salon de l'Automobile
un exemplaire de véhicule extra-terrestre du modèle
de la mission lunaire Apollo XV, qui a exploré, sur notre
satellite, les voisinages de la crevasse Hadley et des Monts Apennins,
en juillet 1971. Nos lecteurs ont certainement suivi les exploits
admirables de cette mission, avec une attention qui n'a probablement
pas eu l'acuité de celles qu'ils ont appliquées
aux exploits précédents, mais qui a été
avivée par l'intervention, en première cosmique,
d'une automobile destinée à l'exploration de la
Lune par des astronautes, automobile étant pris au sens
que nous attribuons sur terre aux véhicules à roues
qui se meuvent en restant en contact avec sa surface et en transportant
des personnes. Il ne faut pas oublier, en effet, que depuis le
11 novembre 1970, le Lunokhod soviétique se déplace
sur la Lune ; mais il s'agit d'un robot mobile et non d'un véhicule
au sens habituel du mot (Le problème du robot est certainement
encore plus difficile que celui du véhicule).
Il n'est pas sans intérêt de philosopher un peu sur
cet événement sensationnel, et pour cela de rappeler
très sommairement ce que nos lecteurs ont pu lire dans
la grande presse d'information ou dans la presse technique.
La mission Apollo XV est la quatrième comportant un contact
humain avec la Lune après les missions Apollo XI, XII et
XIV, mais c'est la première où l'effort des astronautes
opérant hors de la capsule et du LEM a été
amplifié par l'emploi d'un véhicule automobile,
comme il le sera au cours des missions futures Apollo XVI et XVII.
Pour atteindre ce résultat, la fusée porteuse à
trois étages Saturne V a lancé vers le ciel un astronef
Apollo XV de plus de 35 tonnes, composé lui-même
d'une capsule Endeavour (ce qui signifie effort) élément
central destiné à ramener les astronautes sur terre,
et d'une navette lunaire, le LEM, dont le nom propre était
Falcon (ce qui signifie faucon). Dans la soute du LEM était
repliée une automobile à traction électrique
désignée par "Lunar Roving Vehicle", ou
L.R.V., ou Lunar Rover, ou Rover, ou encore familièrement
par Jeep lunaire, ou "Moon Buggy". On sait que les parties
de l'astronef ont eu les destins suivants la capsule est revenue
sur terre avec l'équipage (Scott, Irwin, Worden) ; le LEM,
mission accomplie, s'est écrasé sur la Lune, utile
une dernière fois dans l'étude de la transmission
des ondes de choc dans la masse du satellite ; la Jeep est restée
sur son sol. L'utilisation du L.R.V. a permis, et permettra encore
au cours des missions XVI et XVII d'économiser les forces
des astronautes, c'est-à-dire de prolonger leur action
hors du module, d'accroître la masse des équipements
scientifiques à mettre en oeuvre, et de recueillir plus
d'échantillons.
Le Rover en stationnement : L'astronaute Irwin est à côté
du véhicule arrêté près de la navette
lunaire ; la voiture est vue de l'arrière. Dans le fond,
le Mont Hadley (photo USIS). L'ombre du premier plan est sans
doute celle du LEM. On remarque quatre appareils qui dépassent
nettement la masse du véhicule. Ce sont, de gauche à
droite l'antenne de TV à haut gain en forme de parapluie
à l'envers, l'antenne à faible gain pour la parole
et les signaux, le pénétrométre auto-enregistreur
pour l'étude du sol, la rallonge des outils.
Le poids
de la Jeep était de 217 kg sur la terre (pour éviter
cette dernière précision, il suffirait de dire que
sa masse était de 217 kg). Elle pouvait porter une charge
utile d'environ 480 kg (dont environ 180 pour chaque astronaute
et son équipement, 90 de matériel scientifique et
30 d'échantillons minéraux, ces chiffres étant
des masses en kg). Sur la Lune, la Jeep ne pesait plus que 27
kg.force.
Sa force motrice provenait de deux batteries non rechargeables
de 36 V chacune, de la variété argent-zinc, capable
l'une ou l'autre de fournir l'énergie nécessaire
pour la marche. La force motrice était transmise à
chaque roue par un moteur électrique d'un 1/4 de cheval,
qui lui était spécialement affecté, et qui
était un moteur à courant continu avec collecteur
et balais.
Le véhicule lunaire n'avait pas de pneumatiques, étant
donné notamment l'emploi sur terrain spécial dans
le vide. Chacun pesait 5,5 kg, et était constitué
par une résille de fil d'acier, avec renforcement en titane.
Pour le pilotage, on disposait d'un petit "manche à
balai" en forme de T, suivant un principe voisin de celui
de la "voiture électronique" des frères
Jarret.
Il n'était pas question d'une forme aérodynamique,
étant donné qu'il s'agissait d'un véhicule
lent et d'un déplacement dans le vide. Mais il y avait
des "garde-poussière" pour protéger les
conducteurs et les matériels de la poussière lunaire
si gênante.
L'autonomie de marche était de 72 km environ pour 78 h
de marche. En fait, il y a eu trois sorties totalisant 28 km.
Le véhicule pouvait faire 16 km/h au maximum en plat, avec
une vitesse normale de l'ordre de 50 km/h, et tourner avec un
rayon de braquage de 3 m. Des moteurs auxiliaires étaient
utilisés pour la direction. Le véhicule lunaire
pouvait gravir des pentes de 25°, franchir des obstacles de
30 cm ou des crevasses de 70 cm, s'incliner sur le côté
ou en avant à 45° sans basculer.
La Jeep repliée dans le compartiment inférieur du
LEM occupait l,65 x 1,49 m. Les roues motrices se déployaient
automatiquement à l'ouverture du compartiment pour être
en ordre de marche, en ne demandant aux astronautes que l'effort
sur quelques leviers de verrouillage. Les sièges et l'appareillage
se verrouillaient automatiquement. Le véhicule occupait
alors une surface de 3 x 1,80 m.
Un véhicule d'entraînement pour la terre a constitué
une version du véhicule lunaire, avec des moteurs d'un
cheval, nécessaires dans une plus grande pesanteur, des
pneumatiques classiques, et une batterie rechargeable au cadmium-nickel.
La base Hadley : L'astronaute lrwin, d'Apollo XV, contrôle
l'équipement du véhicule lunaire à côté
du LEM ; la voiture est vue de l'avant. A l'arrière plan,
au centre on voit le cratère Saint-George, à environ
cinq kilomètres, au pied des Monts Apennins (photo USIS).
L'absence d'une atmosphère, qui sur la Terre permet d'évaluer
la distance par "perspective atmosphérique",
trouble l'appréciation de cet éloignement.
Tout cela
a coûté fort cher. Pour la mission Apollo XV, il
a été dépensé 445 millions de dollars,
soit 2,5 milliards de francs actuels. Les dépenses pour
la Jeep se sont élevées à 39 millions de
dollars, y compris les frais d'étude, les essais, et la
réalisation de huit prototypes (dont celui destiné
à l'entraînement sur terre).
La présence dans l'astronef de systèmes de propulsion
à réaction et à roues peut conduire à
une méditation sur les transports dans le cosmos, y compris
notre minime planète. On peut trouver une telle méditation
prétentieuse ; mais nous pensons qu'il n'est jamais inutile
de comparer, de classer, de réfléchir.
Pour classer un véhicule, on peut partir de l'état
physique de l'espace dans lequel ou sur lequel il se meut : espace
solide, liquide, gazeux ou vide, ou surface de séparation
de deux états (par exemple solide et eau, solide et vide,
etc.). Il faut distinguer aussi le phénomène physique
sur lequel on se base pour assurer la propulsion : adhérence,
gravitation, effet de vis, réaction, pression, fluidité,
etc. Il faut tenir compte aussi des quantités d'énergie
à mettre en jeu. On ne prend pas un marteau-pilon pour
écraser une mouche, ni une fusée Saturne pour pousser
une motocyclette...
Par exemple, sur notre terre ou dans son ambiance, il peut être
question de se déplacer à très haute altitude,
c'est-à-dire dans le vide, au moyen de la fusée
dans l'air on pensera à la vis de l'hélice, ou à
des réacteurs, voire à des fusées quand on
veut échapper à l'attraction terrestre. A la surface
de séparation de l'eau et de l'air, on se sert des bateaux,
avec utilisation de la pression du vent sur les voiles, d'une
hélice placée dans l'air ou dans l'eau, ou d'une
roue à palettes. A la surface de séparation de la
terre et de l'air, on utilisera les classiques voitures automobiles,
avec emploi de la roue, grâce à l'adhérence
et à la pesanteur. Dans l'eau, l'hélice du sous-marin
est tout indiquée. Le piéton utilise la pesanteur
et l'adhérence, comme le cheval. A la surface de séparation
de la terre et de l'eau, un véhicule submersible peut employer
également la pesanteur et l'adhérence. Et dans la
terre solide ? On peut assimiler à un véhicule ces
engins de forage des tunnels, qui, à l'imitation des taupes,
désagrège devant eux la roche solide, et la rejette
derrière eux pour progresser, ou plutôt pour faire
progresser le tunnel ; à la vérité ce sont
plutôt des machines-outils que des véhicules.
Dans l'espace intersidéral, on utilise la fusée,
c'est-à-dire la réaction. Mais on fait aussi emploi
de la gravitation qui, si elle demande un effort quand on veut
la vaincre pour lui échapper, devient une force motrice
quand on veut aller dans le même sens. Il faut la fusée
pour s'éloigner de la terre, mais la gravitation devient
motrice quand on se rapproche de la Lune, un point de gravitation
nulle se trouvant entre les deux astres.
En gros, quand il s'agit d'échapper à une gravitation
dans un fluide ou dans le vide, on emploie la réaction,
parce que capable de poussées formidables, et surtout parce
que capable de les exercer dans le vide, puisque le milieu est
le vide quand on s'éloigne de la terre, tout en étant
encore soumis à son attraction. Quand on se meut sur une
surface solide à peu près perpendiculairement à
la direction de la gravitation, on fait appel à l'adhérence
qu'elle donne sur une surface solide opposée à sa
direction. Quand il s'agit de se déplacer dans un fluide
suffisamment dense, sans vouloir échapper à la gravitation,
on utilise la vis, c'est-à-dire l'hélice.
Ce classement fait intervenir l'opération mécanique
ultime ou la plus apparente, car il est bien évident que,
dans l'automobile par exemple, la force motrice peut venir soit
d'un moteur à explosions, soit d'un moteur électrique
alimenté par un générateur électrochimique.
Dans les deux cas, la force motrice appliquée aux roues
fera intervenir l'adhérence, résultant elle-même
de la pesanteur.
Dans l'obus (style Jules Verne) considéré comme
un véhicule pour milieu fluide ou vide, on voit la pression
pousser le mobile comme fait une voile pour un bateau. Dans la
fusée au contraire, qui a un effet "canon" quand
le mobile est dans un fluide où les gaz trouvent un appui
sur une matière douée d'inertie, c'est l'effet "quantité
de mouvement" qui intervient quand le fluide où se
déplace l'obus disparaît pour être remplacé
par le vide. Le gaz et le projectile partent en sens inverses,
en fonction de leurs masses respectives. On voit apparaître
l'idée de la source d'énergie, thermique, chimique,
électrochimique, électrique, nucléaire. Et
pour cette source, il faut considérer non seulement la
quantité d'énergie qu'elle peut fournir en tout,
problème d'énergie massique, mais encore la quantité
d'énergie qui peut être produite pendant l'unités
de temps, c'est-à-dire la puissance massique. Dans le cas
des très fortes puissances c'est évidemment l'énergie
nucléaire et l'énergie chimique qui prennent les
premières places. Les explosions nucléaires et les
poussées des fusées de lancement des astronefs sont
de bons exemples mais l'énergie chimique est plus facile
à discipliner pour l'instant.
Pour des puissances moyennes ou faibles les sources d'énergie
thermique ou électrique sont intéressantes. Les
moteurs des véhicules automobiles classiques sont utilisables.
Mais une distinction est encore à faire si le milieu peut
fournir un des éléments de réaction, le comburant,
le cas est avantageux. Si le problème se pose pour le vide,
il faudra donner au moteur à la fois un combustible et
un comburant. C'est le cas pour les piles à combustibles
qui donnent l'électricité et l'énergie à
bord des astronefs ; ces derniers doivent recevoir non seulement
l'hydrogène, mais aussi l'oxygène.
Dans le cas du voyage de la Terre à la Lune, l'astronef
ne peut compter sur toute sa trajectoire que sur la fusée
pour échapper à la gravitation de la terre, parce
que seule la réaction est capable d'intervenir pendant
le trajet dans le vide, et de donner la poussée suffisante.
L'astronef bénéficie ensuite de la gravitation de
la Lune pour se mettre sur une orbite autour de notre satellite.
Pour quitter cette orbite et descendre sur la Lune, puis pour
remonter vers la capsule, il faut encore la fusée et son
impulsion, en vue, soit de freiner la descente sur la Lune, soit
de vaincre son attraction, soit de regagner la Terre. Mais quand
le piéton astronaute foule le sol du satellite et se trouve
sur une surface à peu près horizontale (par rapport
à la direction de la gravitation lunaire) à la séparation
entre l'espace solide et le vide, il peut utiliser pour se mouvoir,
comme sur la terre, la progression par adhérence, celle-ci
étant moins forte que sur la terre pour les mêmes
surfaces en contact, car la pesanteur est beaucoup plus faible.
Encore faut-il choisir entre les manières d'utiliser l'adhérence
faut-il imiter la marche des animaux et celle de l'homme ? Faut-il
sauter à l'imitation des sauterelles et des kangourous,
ce qui serait facilité par la faiblesse de la pesanteur
? Faut-il glisser, en faisant intervenir l'adhérence ou
la réaction, ou une vis ? (le glisseur serait actionné
par un réacteur, car il faut éliminer l'hélice,
puisqu'il n'y a pas d'air, et le tracteur, car on ne ferait que
déplacer le problème). Faut-il tout simplement rouler
? Le problème posé recevra-t-il alors sa solution
par quatre ou six roues, ou par des chenilles ?
Le choix s'est arrêté sur quatre roues motrices et
directrices pour le véhicule lunaire. En ce qui concerne
la force motrice, il ne pouvait être question de la réaction,
pour la pratique et le bon rendement. Un moteur thermique à
explosions poserait des problèmes complexes, notamment
parce que le comburant ne se trouverait pas sur la Lune, sans
atmosphère. Le générateur électrochimique
avec moteurs électriques était tout indiqué
suivant un plan général déjà employé
sur Terre. Mais la mise en oeuvre posait des problèmes
nombreux et ardus, sur les solutions desquels nous consacrerons
un article prochain ; mais il est facile d'en donner une idée.
En considérant que la pesanteur sur la Lune est environ
le sixième de celle de la Terre, on déduit que les
efforts de roulement sont nettement plus faibles, et que la résistance
due aux pentes l'est également. On peut ajouter que la
résistance de l'air est inexistante. Mais comme la masse
est exactement la même que sur Terre les forces d'inertie
sont les mêmes, avec les mêmes problèmes d'accélération
et de freinage. L'adhérence est diminuée en proportion
de la pesanteur. L'absence d'atmosphère est un élément
important de décision en ce qui concerne ce qui doit remplacer
les pneumatiques. Quant aux variations énormes de température,
elles posent de façon très particulières,
en rapport avec l'existence du vide, les problèmes du graissage
et des moteurs, et même de tout le véhicule. Nous
en reparlerons.
Les victoires remportées par les techniciens de l'automobile
dans la présence du L.R.V. de la mission Apollo XV confèrent
au véhicule à traction électrique un prestige
accru, une confirmation éclatante de sa docilité,
de sa souplesse et de sa fiabilité. L'expédition
a constitué un banc d'essai qui a conduit à une
table rase des habitudes et des solutions classiques, pour le
plus grand bien du progrès général.
G. GORY, AutoVolt, septembre 1971
Véhicule
expérimentale ACL TEILHOL
Deux moteurs électriques, batteries plomb/acide.
structure métallique, coque en polyester stratifié;
longueur 2.60 m.
Projet d'une évolution monocoque à trois roues.
URBANINA Primavera, Berlinetta et Minigip
Moteur électrique 1 kW, 24 V, 3 batteries d'accumulateurs,
170 Ah.
Roues arrière motrices.
La propulsion
électrique à l'essai chez VOLKSWAGEN
Volkswagen Commercial, avec Bosch et Varta
1972
Voiture de ville DAIHATSU BCX II
Voiture de
record EAGLE-PITCHER, 152 mph (244.568 km/h)
ELECTROSPORT
(1972-1976)
Premier prototype
MERCEDES de voiture "électrifiée".
ROCABOY
des ingénieurs Marcel Rocaboy et Georges Kirchner
variateur de puissance pour rouler en souplesse, chargeur embarqué
utilisable sur une prise 220 V EDF, batteries logées dans
le châssis pour abaisser le centre de gravité,
280 véhicules commercialisés de 1972 à fin
1992 (Marques Rocaboy ou Volta), dont le véhicule des pompiers
du Louvre (aucun gaz d'échappement ne venant souiller les
oeuvres exposées).
Marcel Rocaboy, le père de la voiture électrique moderne (Marc
Bourhis, Auto plus, 23.2.1993)
Depuis plus de vingt ans, le credo de Marcel Rocaboy s'appelle
voiture électrique. Il en fut le pionnier des versions modernes.
Aujourd'hui, il est constructeur de véhicules électriques à part
entière. La voiture électrique, que n'a-t-il fait pour elle !
Marcel Rocaboy mériterait que la fée Electricité lui érige une
statue, tant il lui a consacré de temps et d'argent. Cet ingénieur-mécanicien
aurait pu se contenter de préparer des voitures pour la compétition,
sa passion première. Mais, en 1972, les feux de l'actualité le
présentèrent comme l'inventeur génial d'une voiture de ville électrique.
Née trop tôt Long de seulement 2,85 m, doté de cinq portes dont
un hayon, conforme aux normes routières alors en vigueur, ce prototype
tranchait résolument sur la production de l'époque : un monocorps,
à qui il ne manquait que quelques rondeurs pour ressembler à une
Twingo. Le journal l'Equtpe avait titré "La plus petite voiture
du monde". Un quotidien suisse s'interrogeait : "Verra-t-on ces
minis--taxis dans les rues de Genève ?". Mais l'euphorie fut de
courte durée. Trop en avance sur son temps, cette voiture électrique
se retrouva bien vite rangée au rayon des curiosités. Pourtant,
elle innovait totalement en matière de traction électrique, possédant
déjà ce qui fait les véhicules électriques modernes. Alors, échec
sur toute la ligne ? Pas tout à fait : associé avec un autre ingénieur,
Georges Kirchner, Marcel Rocaboy avait profité du développement
de ce prototype pour faire breveter diverses inventions qui lui
serviraient par la suite. A l'époque, souligne-t-il, on avait
en théorie tout ce qu'il fallait pour faire une voiture électrique.
Seulement, question souplesse de conduite, c'était nul. Les véhicules
électriques étaient soit trop puissants - et ils démarraient systématiquement
en faisant crisser les pneus - soit pas assez - et l'accélération
répondait avec un temps de retard. Marcel Rocaboy a donc mis au
point tous les éléments que l'on trouve aujourd'hui sur les plus
modernes engins électriques : le variateur de puissance pour rouler
en souplesse, le chargeur embarqué utilisable sur une banale prise
220 volts, sans oublier les batteries logées dans le châssis pour
abaisser le centre de gravité. Toutes ces innovations, Rocaboy
et Kirchner allaient les adapter à des véhicules utilitaires.
Cela, après qu'EDF et autres leur aient bien fait comprendre qu'ils
étaient arrivés trop tôt sur le marché du véhicule électrique
grand public. Mais là aussi, ces deux pionniers, demeurés garagistes,
"car il faut bien vivre", n'étaient pas au bout de leurs déboires.
En fait, après maintenant plus de vingt ans d'expérience dans
le véhicule électrique, Marcel Rocaboy a tout compris : " Le véhicule
électrique, jusqu'à présent n'était qu'un épouvantail qu'on agitait
au moment des chocs pétroliers. En 1978, par exemple, en tant
que constructeur indépendant, nous avions remporté un concours
organisé par le GIVE (Groupement Interministériel pour le Véhicule
Electrique) visant à attribuer le marché du parc de véhicules
électriques administratifs. Résultat, pas une seule commande dans
les années qui ont suivit". Ne restait plus qu'à démarcher soi-même
auprès des entreprises privées, des mairies et des sites de fonction
publique. Une méthode que Marcel Rocaboy continue d'appliquer.
Il a ainsi commercialisé 280 véhicules différents, à son nom ou
sous la marque Volta, dont des fourgonnettes de pompiers intervenant
au musée du Louvres. Même s'il a abandonné l'idée de construire
une voiture électrique grand public, Marcel Rocaboy a mis tous
ses espoirs dans l'utilitaire : "L'engouement actuel pour la traction
électrique me semble plus durable". Du coup, ce passionné a pris
un nouveau risque en abandonnant son garage parisien, voici deux
ans, pour n'être plus dorénavant que constructeur de voitures
électriques, son rêve.
TEILHOL Citadine présentée au Salon de Paris 1972,
commercialisée en 1973 (version utilitaire).
Les Etablissements Teilhol ont dévoilé au salon
1972 (octobre)un véhicule urbain à traction électrique.
Avec sa porte avant, et sa silhouette ovoïde, la "Citadine"
fait penser à l'Isetta.
Sa carrosserie est réalisée en polyester sur un
châssis en tube soudé.
L'autonomie oscille entre 75 et 100 km.
Il existe une version utilitaire.
moteur électrique
à courant continu 48 V à excitation séparée,
vitesse de rotation 4 000 tr/mn. 8 Batterie 12 V (6 V sur Messagette),
275 Ah (220 Ah).
transmission du mouvement par deux étages de réduction
à la roue arrière.
Freins à tambours à l'avant et à l'arrière.
Suspension avant à ressort à lame, arrière
à ressort hélicoïdal.
Longueur 212 cm (230 cm), largeur 138 cm, hauteur 155 cm, poids
500 kg, 50 km/h.
Version Handicar pour handicapés.
J'ai conduit la Citadine (Alain Costa, l'Auto Journal, 15.10.1972)
Pour moi, l'électricité est indissolublement liée
à un souvenir d'enfance. Le Palais de la Découverte
venait d'ouvrir ses portes et j'y allai traîner mes culottes
courtes jusqu'à me retrouver, en compagnie de mes condisciples,
face à un conférencier aussi enthousiaste qu'hermétique
qui tentait de nous initier aux plaisirs des électrons.
Je vois et j'entends encore ce brave homme qui, désireux
sans doute de nous plonger d'emblée dans l'intimité
de sa science, s'était placé entre deux énormes
barres de cuivre, les bras levés. D'une voix haut perchée,
il s'écria :
"Mes chers petits, voici le pôle positif et voici le
pôle négatif..."
Et, ce disant il posa successivement l'une et l'autre mains sur
chacune des deux barres. Il y eut un très bref éclair,
un indicible moment de confusion et le conférencier se
figea dans une attitude à la fois empesée et rêveuse
qui fit place un fléchissement généralisé
lorsque le courant fut coupé. Quant à moi, je crois
que j'en ris encore.
Si je vous raconte cette anecdote, c'est essentiellement en vue
de vous prouver à quel point je suis qualifié pour
effectuer l'essai d'une voiture électrique. Conçue
et réalisée par les établissements Teilhol,
la "Citadine" se présente sous l'amusant aspect
d'un petit berlingot à trois roues, large de 1,38 mètre,
long de 2,12 mètres et haut de 1,55 mètre. Les deux
roues avant suspendues par un ressort à lame transversal
sont directrices tandis que la puissance est transmise au sol
par l'unique roue arrière suspendue par ressort hélicoïdal.
Le châssis est en tubes soudés tandis que la carrosserie
est réalisée en stratifié de polyester teinté
dans la masse avec, en plus, une large bande de caoutchouc en
guise de ceinture de caisse.
La Citadine offre deux places côte à côte auxquelles
on accède grâce à une immense portière
formée par la quasi totalité du panneau avant qui
se soulève à la verticale, sans effort. Toutefois,
la colonne de direction ainsi que les projecteurs demeurent en
place et l'aération est assurée par deux glaces
latérales coulissantes.
Côté mécanique, ou plutôt électrique,
le moteur est un groupe à courant continu 48 volts tournant
normalement à 4 000 tr/mn et qui transmet son mouvement
à la roue arrière, au-dessus de laquelle il est
placé, par l'intermédiaire de deux étages
de réduction, la transmission étant assurée
par chaîne. La source d'énergie est puisée
dans huit batteries au plomb d'une capacité totale de 190
Ah, bien entendu rechargeable sur le réseau 110 ou 220
volts à l'aide d'un redresseur.
Pendant une heure, j'ai circulé dans les encombrements
parisiens au volant de la Citadine et je dois dire que sa simplicité
est bien reposante. Une clé de contact ; un interrupteur
avant, neutre, arrière ; une pédale de frein ; un
frein à main et un accélérateur... c'est
tout. L'autonomie garantie par le constructeur oscille entre 50
et 75 km, ce qui, dans la plupart des cas, suffit à circuler
durant une journée entière.
La Citadine que j'avais à ma disposition était l'un
des trois premiers prototypes réalisés par les établissements
Teilhol et il est certain qu'une mise au point supplémentaire
s'impose. Ainsi, j'ai réalisé en quelques minutes
qu'un moteur électrique pouvait être bruyant lorsqu'il
est mal insonorisé et que sa traditionnelle souplesse est
mise en échec lorsque la pédale d'accélérateur
est trop dure et manque de progressivité. La géométrie
du train avant pourrait également être revue afin
d'améliorer la stabilité en ligne droite et sans
doute une direction plus directe augmenterait-elle encore la maniabilité.
Des amortisseurs à double effet un tantinet plus fermes
tueraient dans l'oeuf toute tendance au tangage et, ainsi bichonnée,
la Citadine deviendra un engin fort sympathique à utiliser.
Pour l'instant, il m'a déjà été donné
d'apprécier sa nervosité au démarrage mais
le fonctionnement des deux étages de réduction n'était
pas absolument satisfaisant et le couple était tel qu'en
"première", la chaîne avait tendance à
déraper sur son pignon d'entraînement. A part cela,
il est certain que l'on se faufile partout dans des conditions
d'aisance surprenantes, que l'on se range dans un mouchoir de
poche, face au trottoir et que le volume libre à l'arrière
suffit pour le petit shopping, sans oublier qu'il existe une version
"break" moins élégante mais de plus grande
contenance.
Il semblerait que les promoteurs de la Citadine aient l'intention
de monter successivement dans plusieurs villes de France des entreprises
de location mettant à la disposition des utilisateurs un
matériel absolument inédit, sans que le particulier
ait besoin d'effectuer un investissement malgré tout important
(de l'ordre de 8000 francs semble-t-il). Il est certain par ailleurs
que sur les 500 kg que pèse le véhicule en ordre
de marche, les 250 kg de batteries représentent une lourde
servitude. Lorsque la pile à combustible sera commercialisée,
ce problème sera résolu ainsi que celui de la recharge.
Pour l'instant, il faut disposer d'une prise de courant pour la
nuit car, s'il est vrai qu'on peut penser à des techniques
de recharge rapide, il est non moins certain qu'elles abrègent
la vie des éléments.
La Citadine électrique est la voiture antipollution par
excellence mais c'est au public qu'il appartiendra de la plébisciter,
en raison de ses dimensions réduites, de son silence et
de sa facilité d'emploi et ce, en dépit de son prix
ainsi que de la nécessité d'une longue recharge,
à moins d'envisager des bacs de batteries interchangeables
dans un certain nombre de centres d'entretien. La Citadine ? A
revoir dans sa version définitive, en souhaitant qu'elle
fasse demain sourire autant ses propriétaire qu'aujourd'hui
ses spectateurs...
Qu'elle s'ouvre sur sa face avant ou bien par l'arrière,
la Citadine se range n'importe où...
TOYOTA
Town Spider
SEBRING-VANGUARD
Citicar
Expérimentée en 1972, production véritable
en mai 1974.
Voiture de ville biplace, carrosserie plastique.
Moteur 48 V 220 Ah.
Longueur 239 cm, largeur 139 cm, hauteur 151 cm.
Autonomie 70 km à 50 km/h.
Produite par La Commuter Vehicles Inc. (Sebring, Floride), avec
de gros pare-chocs.
ZAGATO Zele 1000
"La Zagato Zele consomme une dizaine de litres de pétrole
à sa naissance - pour la fabrication de sa carrosserie
en plastique - ensuite, elle n'en consommera plus jamais".
La phrase lancée par le créateur de la Zele, le
carrossier milanais Elio Zagato, sur le ton de la boutade, est
exacte : la Zele (abréviation de Zagato Elettrica) est
en effet une voiturette à 2 places, qui se nourrit uniquement
de courant électrique.
Huit accumulateurs (quatre à l'origine) de 12 Volts chacun
alimentent son moteur de 4,8 CV DIN. Les huit batteries, qui pèsent
180 kg et qui mettent près de huit heures à se recharger,
sont placées sous le plancher de la voiture.Mais l'originalité
de la Zele ne s'arrête pas à sa carrosserie amusante
- style bande dessinée - et très courte (1,95 m)
lui permet de se parquer dans un mouchoir.
C'est la voiture urbaine par excellence : non encombrante, parfaitement
silencieuse et non polluante.
En dehors de la ville, en revanche, la Zele est moins à
la fête. Sa vitesse de pointe ne dépasse pas 40 km/h
(sur plat !) pour une autonomie voisine de 70 km. On touche là
au principal défaut des véhicules électriques,
défaut qui n'est guère compensé sur la version
plus puissante de la Zele 2000 dont la vitesse maximale dépasse
50 km/h, mais dont l'autonomie tombe à 50 km.
Autre point faible de la Zagato Zel, présentée au
Salon de Turin 1972, le freinage est assuré uniquement
par 4 tambours issus de la Fiat 500, sans frein moteur, soit sans
récupération de l'énergie dans les descentes.
En revanche, la conduite de la Zele est simplifiée à
l'extrême : deux pédales - une pour les freins et
une pour l'accélérateur (ou plutôt le potentiomètre...),
ainsi qu'un commutateur à 2 crans en guise de boîte
de vitesses.
Moteur
électrique Marelli 1 kW 24V, 4 batteries 12V 160 Ah.
Transmission aux roues arrière, commande manuelle à
2 crans + marche arrière et 2 crans à la pédale
(24 V et 48 V).
Châssis à caisson, carrosserie en matière
plastique, voiturette 2 portes et 2 places.
Suspension avant indépendante, suspension arrière
à essieu rigide
Freins à tambours sur les 4 roues.
Poids à vide 520 kg dont 180 pour les accumulateurs.
Durée de charge 8 h à 25 A.
Vitesse maxi 40 km/h, autonomie environ 70 km (version Zele 2000
: 50 km/h, autonomie 50 km).
Commefcialisé aux Etats-Unis sous le nom d'Elcar.
Version allongée Zele Van en mars 1976.
1973
LA VOITURE ELECTRIQUE : UNE AFFAIRE D'ETAT (l'Auto Journal,
1 avril 1973)
Et si c'était la solution à une raréfaction
du pétrole dont on nous menace depuis 50 ans ?
A la suite d'une expérimentation récente, qui s'est
déroulée devant un petit groupe au sein duquel nous
nous trouvions, nous sommes en mesure d'affirmer :
"La voiture électrique a définitivement démontré
qu'elle éclipsera dans les années qui viennent toutes
les autres solutions : moteur à explosion alimenté
par l'essence, et même moteur à vapeur. Elle vient
de dépasser de plus de 30 % les plus grandes vitesses jamais
atteintes en automobile. Elle offre les meilleures possibilités
d'accélération. C'est la solution mécanique
la plus simple et la plus logique. Et, ce qui ne gâte rien,
le moteur électrique est parfaitement silencieux et ne
répand aucun gaz nauséabond dans l'atmosphère
de nos villes et de nos campagnes..."
Voilà ce que nous aurions certainement écrit si
nous avions assisté, en 1893, à l'exploit de Jenatzy
sur sa "Jamais contente" : plus de 105 kilomètres
à l'heure.
Et depuis
lors ?
Depuis lors, la voiture électrique se maintient sur ses
positions, C'est-à-dire très exactement qu'elle
ne bouge pas. "L'Auto-lournal" était convié
récemment à des journées d'études
organisées par le "Comité interministériel
de travail sur la voiture électrique". Une centaine
d'ingénieurs, de délégués des constructeurs
d'automobiles, d'urbanistes, de spécialistes des transports
et de l'énergie étaient venus de France, du Royaume-Uni,
d'Italie, de Belgique, d'Allemagne fédérale et des
Etats-Unis. Les débats avaient lieu dans l'étrange
décor de l'usine construite avant la Révolution
par l'architecte Nicolas Ledoux à Arc-et-Senans (Doubs),
en pleine nature. Retraite idéale pour se concentrer sur
un problème.
Pendant que les congressistes prenaient place, j'ai compulsé
un épais dossier patiemment constitué au cours des
années : "La propulsion électrique à
l'essai chez Volkswagen" (novembre 1971). "La Grande-Bretagne
active la mise au point de la voiture électrique"
(octobre 1971). "Peugeot vient de signer un accord avec Alsthom
pour l'application de l'énergie électrique à
l'automobile" (décembre 1970). "La General Motors
révèle des détails sur une berline et une
camionnette électrique" (décembre 1966). "Demain
l'automobile électrique ? Des ingénieurs français
ont mis au point une pile à combustible" (août
1965). Les pays socialistes eux-mêmes, où la crise
du pétrole et la pollution ne sont pas encore des problèmes
brûlants, se sont lancés dans la mêlée
: une dépêche de l'agence Tass, de novembre 1971,
annonce que lors d'un colloque à Erevan avec les savants
tchèques et bulgares sur la traction électrique,
les techniciens soviétiques ont présenté
un (ou une?) électromobile sur lequel on nous fournit peu
de détails...
Et l'on pourrait ainsi remonter dans le temps et circuler sur
la planète, en montrant que la question n'a jamais été
perdue de vue.
Un point commun se dégage de toutes les études :
c'est que l'évolution de l'auto électrique et celle
de l'auto à essence se sont heurtées à des
difficultés exactement opposées. Sans méconnaître
les efforts des pétroliers, on peut dire que, depuis les
origines, l'essence a présenté des caractéristiques
satisfaisantes pour faire fonctionner le moteur à explosion.
Celui-ci adoptait dès le départ des solutions d'apparence
absurde (un mouvement de va-et-vient provoqué par une série
d'explosions et qu'il fallait ensuite convertir en un mouvement
rotatif) et se heurtait à des problèmes techniques
sans nombre (le mélange gazeux, l'étincelle, la
résistance des matériaux, le manque de souplesse
du système). Pendant trois quarts de siècle, la
fine fleur des ingénieurs a travaillé et travaille
encore à atténuer ces inconvénients.
Le moteur électrique, lui, fut au point très tôt
dans ses conceptions générales. Mais son point faible,
c'est la source d'énergie à laquelle il s'alimente.
Et c'est là-dessus que s'ouvrit le débat.
Du plomb...
à l'air
Le directeur des études et recherches à l'Electricité
de France, et les ingénieurs de grandes firmes productrices
d'accumulateurs, tels Tudor et Fulmen, évoquent la batterie
au plomb que nous connaissons tous. L'automobiliste connaît
bien ses faiblesses : par temps froid, même chargée
à bloc, elle a parfois du mal à sortir de son sommeil
un moteur engourdi. Un usage prolongé en ville l'anémie.
Quelques semaines d'inactivité et la voilà bonne
pour une cure de rajeunissement. Plusieurs fabricants lui ont
apporté des améliorations de détail, que
nous avons signalées en leur temps. Mais en gros, peu de
changement depuis les temps héroïques. On étudie,
nous dit-on, le remplacement des plaques plates par des plaques
tubulaires, ou la modification des canaux "pour maximaliser
les surfaces d'échange". Mais pour finir les spécialistes
admettent qu'il ne s'agit là que de bricolages...
On cherche aussi à augmenter les "cycles", c'est-à-dire
le nombre de recharges que peut supporter une batterie sans se
désintégrer. Les chercheurs espèrent mettre
au point un bloc de batteries qui donnerait 50 km d'autonomie
et pourrait être rechargé 1 500 fois. Mais le représentant
de Volkswagen s'étonne : pour lui, l'objectif n'est pas
un ensemble capable d'assurer six ou sept ans de service à
50 km par jour, mais plutôt celui qui en assurerait le double,
quitte à ne vivre que moitié moins longtemps.
Enfourner 350 kg de batteries classiques au plomb dans une R4
pour alimenter un moteur à courant continu relié
aux roues avant, c'est la solution réalisée par
Renault et E.D.F. Le moins qu'on puisse dire, c'est que nombre
d'artisans font circuler des prototypes équivalents, réalisés
avec des moyens infiniment plus modestes.
Mais par quoi remplacer ces accus au plomb octogénaires
?
Les ingénieurs établissent le bilan des connaissances
actuelles. La batterie classique, améliorée, donnerait
bientôt une énergie massique de 45 Wh/Kg, mais avec
une durée de vie abrégée à 500 cycles
(au lieu de 1 200).
D'autres solutions semblent écartées en raison de
leur coût, compte tenu de leur durée de vie : accumulateurs
alcalins cadmium-nickel et nickel-fer ; accumulateurs argent-zinc.
En revanche, l'association zinc-air, dont l'énergie massique
serait de 120 Wh/Kg intéresse plusieurs grandes sociétés.
Et l'association Diesel-batterie tampon (laquelle fournirait les
pointes de puissance, le Diesel tournant à régime
constant, économique et peu polluant) ? Solution séduisante,
mais abandonnée, car elle imposait en somme 2 moteurs par
voiture.
Dans un avenir plus lointain, on entrevoit l'accu sodium-soufre,
avec une énergie massique de 200 Wh/kg, et les piles à
combustible à basse température (piles à
méthanol entre autres).
La charge
pèse...
Le profane aurait tort de croire que ce sont là tous les
problèmes de la voiture électrique. Aurions-nous
oublié la question de la recharge ? Ceux d'entre nous qui
ont acheté chez le marchand d'accessoires un chargeur pour
leur batterie (de 80 à 150 F) n'oublient pas le prix demandé
: pour un chargeur en 12 heures : 90O F ; pour un chargeur en
8 heures : 1 90O F. Quant à la recharge en 1 heure à
50 %, l'engin capable de cette mission vaut environ 6 000 F.
Bien sûr, nous avons tous pensé à des blocs
de batteries dont on ferait l'échange standard, en guère
plus de temps qu'un plein. Les pessimistes ont objecté
qu'il faudrait une structure d'implantation générale,
très coûteuse. Mais depuis l'époque lointaine
du bidon de 5 litres n'a-t-on pas multiplié les stations-service
(ce serait d'ailleurs les mêmes) ; et la recharge électrique
ne dispenserait-elle pas de la circulation en tous temps et en
tous lieux des monstrueux camions-citernes ?
On réussit rarement dans une entreprise à laquelle
on ne croit pas. L'éminent ingénieur chargé
par un de nos plus grands constructeurs de diriger les services
d'études de la voiture électrique a déclaré,
et avec quelle ironie : "Pour implanter dans le champ de
betteraves que l'on voit ici une simple usine de montage de 4
chevaux, il faudrait commencer par investir 50 millions de francs.
Et l'on parle de la voiture électrique !..."
On en parle, certes. Mais a-t-on investi des millions de francs
dans la recherche ?
Et pourtant, ce véhicule électrique qui n'est guère
encore qu'une ébauche, un délégué
britannique signale qu'il en circule dans son pays plus de 50
000 exemplaires. Confinés certes à des tâches
sans gloire : enlèvement des ordures, livraisons, transports
en commun sur lignes courtes. Ainsi encouragé, notre ministère
de l'environnement va mettre en service à l'automne prochain
une flotte d'autobus électriques Sovel qui traîneront
leurs 4 tonnes de batteries dans une petite remorque, échangeable
en bout de ligne. Evidemment ce n'est pas la solution la plus
tentante pour partir en vacances.
400 unités
par jour
Après la technique, il est bon d'aborder l'économie
: la voiture électrique est-elle chère ? Ici encore,
on peut s'étonner que des représentants de l'industrie
automobile (et plus particulièrement les Français)
comparent le prix unitaire d'un véhicule qui sort des chaînes
à 5 000 unités par jour, à celui de prototypes
que l'on compte à la dizaine (par an). Les partisans de
la solution électrique estiment que "clés en
main" leur voiture coûte au moins deux fois plus que
l'auto classique. Mais la majoration n'est plus que du cinquième
pour de grandes séries. Et ils entendent modestement par
là 400 unités par jour.
Il reste, d'autre part, qu'un moteur à essence est prévu
pour 2 à 3 000 heures de fonctionnement, alors qu'un moteur
électrique tient 20 000 heures. Et que l'énergie
qui lui est nécessaire est considérablement meilleur
marché.
... Tout au moins tant que l'Etat n'aura pas trouvé moyen
de l'imposer à huit fois son prix, comme l'essence.
Tôt
ou tard l'électricité...
L'automobiliste, celui qui aime sa voiture, va sans doute hausser
les épaules : "Pourquoi se creuser la tête ?
Les voitures actuelles ne marchent pas si mal ; elles s'améliorent
tous les jours..."
Et, certes, l'impression assez décourageante qui se dégageait
de ce savant colloque aurait incité à penser ainsi.
Pourtant la voiture électrique devra un jour ou l'autre
cesser d'être une corvée obligatoire pour les ingénieurs
des grandes firmes, ou la part du rêve pour d'adroits artisans.
Rien qu'en France, on dénombre environ 15 millions de véhicules.
Au nom des normes antipollution, on va leur demander à
chacun de brûler un quart de carburant en plus pour le même
travail ! Et cela au moment où la raréfaction du
pétrole, dont on nous menace depuis cinquante ans, commencera
d'entrer dans les faits. Il viendra un jour que les plus jeunes
lecteurs de "l'Auto-Journal" connaîtront, sans
doute, où il faudra choisir entre le contingentement des
véhicules et les tickets d'essence, ou bien une solution
de rechange.
Il est peu de domaines où les hommes d'Etat et les dirigeants
des grandes firmes montrent autant d'imprévoyance.
LES VOITURES
ELECTRIQUES à l'assaut de la pollution (L'Electricien,
octobre 1973)
Les sources d'énergie
Si nous avons présenté un bilan favorable à
l'électricité dans la comparaison des moteurs, il
ne peut en être de même en ce qui concerne les sources
d'énergie. Le bilan est ici, et sans doute pour assez longtemps,
très défavorable à l'énergie électrique.
Rappelons que l'essence a un pouvoir calorifique de l'ordre de
11 000 calories par gramme, soit en transformant en unités
d'énergie électrique l'équivalent de 9 kWh
par litre. Même si l'on tient compte de la médiocrité
du rendement du moteur à explosion (de l'ordre de 20 %
à pleine charge, alors que celui du moteur électrique
avec sa commande est supérieur à 80 % pour des puissances
de quelques kilowatts), il n'en demeure pas moins que l'essence
constitue une source d'une exceptionnelle énergie massique.
La plus ancienne des sources d'énergie électrique
est la batterie d'accumulateurs au plomb. Malgré les progrès
dans ce domaine, tant en ce qui concerne l'allégement que
l'augmentation du rendement des matières actives, l'énergie
massique reste faible : de l'ordre de 40 Wh/kg au régime
de décharge en 5 h. On ne peut guère espérer
monter beaucoup plus haut dans cette voie. L'accumulateur cadmium-nickel
est capable, dans un avenir très proche, de fournir des
caractéristiques supérieures tant en énergie
massique qu'en nombre de cycles admissibles en charge et décharge.
Nous ne citerons que pour mémoire la batterie zinc-argent,
aux caractéristiques intéressantes, mais dont le
prix élevé résultant de la rareté
de l'argent en interdit l'emploi en traction électrique.
Dans un avenir plus ou moins lointain, les couples zinc/air et
sodium/soufre pourraient conduire à des énergies
massiques respectives de l'ordre de 120 Wh/kg et 200 Wh/kg. Mais
nous en sommes encore loin et tous les problèmes techniques
ne sont pas résolus : ces batteries restent du domaine
du laboratoire.
Les accumulateurs n'étant que des réservoirs d'énergie
électrique, beaucoup d'espoirs reposent sur les générateurs
que sont les piles à combustible. Bien que leur principe
date du XIXe siècle (il a été découvert
en 1839 par le physicien anglais Sir William Grove), elles n'ont
fait l'objet d'études que depuis une quinzaine d'années.
Contrairement à ce qui a lieu dans les piles classiques,
les réactions chimiques s'effectuent dans la pile à
combustible, sans attaque des électrodes, entre un combustible
et un comburant. La figure 7 rappelle le principe d'une pile à
hydrogène et oxygène. Le rôle des électrodes
en métal poreux (nickel fritté par exemple) est
de porter les réactifs gazeux au contact de l'électrolyte,
avec lequel ils réagissent, et de capter les électrons
libérés au cours de la réaction. Par rapport
aux piles classiques, il s'effectue une alimentation continue
en produits actifs.
Fig. 7. - Principe d'une pile à combustible. Les réactions
chimiques se produisent au niveau des électrodes,
lesquelles, devant posséder des caractéristiques
très particulières et sur certains points contradictoires,
sont d'une réalisation fort délicate et difficilement
industrialisables.
La nécessité d'obtenir des vitesses de réaction
élevées conduit, soit à adopter des catalyseurs
ou des combustibles à haute activité chimique (comme
l'hydrazine H2N-NH2 et le méthanol ou alcool méthylique),
soit à fonctionner à température élevée.
L'idéal est évidemment de pouvoir utiliser des carburants
peu coûteux et de mettre en oeuvre les réactions
sans catalyseurs onéreux.
Les espoirs placés dans la pile à combustible s'appuient
d'une part sur son rendement important (il échappe à
la limitation imposée par le théorème de
Carnot aux machines thermiques) et d'autre part sur ses qualités
d'exploitation : silence, absence de pollution, masse réduite
au kilowatt. Malheureusement, les difficultés de réalisation
et d'industrialisation sont énormes. L'une des plus graves
est la nécessité de débarrasser les réactifs
du gaz carbonique qui agit sur l'électrolyte basique pour
donner un carbonate acide détériorant les performances
de la pile. Le problème est particulièrement aigu
avec les combustibles carbonés (combustibles industriels)
dont l'oxydation libère du gaz carbonique. Le remplacement
de l'électrolyte basique par un électrolyte acide
évite ce problème, mais la plupart des métaux
pouvant constituer les électrodes sont attaqués
en milieu d'acide concentré.
Dans ces conditions, il est impossible d'envisager l'utilisation
de tels générateurs sur les véhicules autres
qu'expérimentaux avant plusieurs années. On peut
penser que sera d'abord utilisé un système hybride
associant une batterie d'accumulateurs à une pile à
combustible débitant en permanence sur la batterie placée
en tampon. Une telle solution a l'avantage de permettre une réduction
de la puissance de la pile et de limiter les organes de régulation
en laissant à la batterie le soin de fournir le supplément
de puissance nécessaire aux accélérations.
Notons qu'en attendant la venue de la pile à combustible,
une solution équivalente consiste à utiliser un
petit groupe électrogène en parallèle avec
la batterie. Le groupe thermique, fonctionnant alors à
puissance constante, peut être réglé pour
assurer une carburation correcte et son volume se trouve très
réduit.
Le véhicule
électrique urbain
Il apparaît donc, après l'étude que nous avons
faite, que la nécessité d'utiliser la batterie classique
d'accumulateurs met, aujourd'hui, hors de question la concurrence
avec la voiture classique. Voir sur le marché un véhicule
électrique, capable de rouler à 140 km/h sur autoroute
avec d'excellentes reprises dans une gamme étendue de vitesses
et disposant d'une autonomie de 500 km, est un rêve dont
la réalisation n'apparaît en tout état de
cause que très lointaine.
La situation se révèle au contraire très
différente si l'on envisage le véhicule urbain.
Déjà certains services publics tels que le ramassage
des ordures ménagères, le nettoyage des rues, etc.
ont mis en service des véhicules électriques que
justifient la courte durée d'utilisation et l'intérêt
économique. Mais nous examinerons plus particulièrement
deux véhicules de types très différents:
la voiture de petites dimensions pour le transport privé
ou utilitaire (transport des journaux, de courrier, etc.) et le
véhicule de taille moyenne, l'utilitaire léger,
pour le transport des marchandises.
Le véhicule individuel urbain doit pouvoir transporter
deux personnes et une charge de 50 kg à une vitesse maximale
modérée (60 à 70 km/h avec une autonomie
de 80 à 100 km). Par contre, il doit être capable,
afin de ne pas gêner la circulation, d'accélérations
au démarrage comparables à celles du véhicule
classique: atteindre 30 km/h en cinq ou six secondes au plus.
Evaluation
de la puissance nécessaire...
Essayons d'estimer les caractéristiques du moteur et de
la source d'énergie nécessaire à son alimentation.
On sait que l'effort résistant opposé au déplacement
du véhicule sur sol plan se compose de deux termes :
1. La force de résistance au roulement, proportionnelle
à la masse du véhicule et fonction de l'état
du revêtement et des pneumatiques. On peut l'estimer à
150 newtons (environ 15 kgp) sur un bon revêtement pour
un véhicule de 1000 kg.
2. La force opposée par l'air à l'avancement du
véhicule, sensiblement proportionnelle au carré
de la vitesse. Ce terme dépend de la surface directement
opposée à l'air et de la qualité aérodynamique
du véhicule. A 60 km/h. ce terme est du même ordre
que le terme fixe pour les petites voitures classiques.
A ces termes s'ajoute, sur le terrain en pente, la composante
suivant la vitesse du poids du véhicule : environ 1000
newtons pour une pente de 10 %.
Les courbes de la figure 8 donnent, en fonction de la vitesse
et pour différentes pentes, l'effort nécessaire
à la traction du véhicule. Elles sont complétées
par des courbes d'égale puissance qui permettent une estimation
rapide de la puissance nécessaire pour une vitesse et une
pente données. Dans ces conditions, la puissance nécessaire
pour assurer la propulsion sur sol horizontal à 60 km/h
est donc de :
300 x (60 000 / 3 600) 10.-3 = 5 kW
Compte tenu du rendement de la transmission mécanique,
un moteur d'environ 6 kW apparaît comme suffisant.
Fig. 8. - Courbes des efforts de traction en fonction de la vitesse
pour différentes pentes et courbes équi-puissances
pour un véhicule individuel de 1000 kg.
Pour développer
une accélération portant la voiture à 30
km/h en cinq secondes, c'est-à-dire de :
g = v / t = 30 0000 / (3600 x 5) = 1.66 m/s2
il faut une force propulsive momentanée F = m g = 1000
x 1,66 = 1660 newtons, c'est-à-dire cinq à six fois
l'effort nécessaire pour rouler à 60 km/h.
Le moteur doit donc avoir un couple de démarrage cinq à
six fois supérieur au couple qui correspond à la
puissance nominale, valeur que l'on peut très bien obtenir
d'un moteur à excitation série. Ce même couple
assure la possibilité de gravir des pentes n'excédant
pas 15 %.
ENFIELD
465 (Enfield Automotive Company, GB 1973-1976)
+2 à portes latérales coulissantes et hayon arrière
relevable.
Carrosserie en fibre de verre, suspension avant Hillman Imp, essieu
arrière directeur.
Moteur éelectrique courant continu 48 V 6 kW alimenté
par quatre batteries '4 x 12 V).
64 km/h, autonomie 64 km.
Plus de 100 voitures vendues, dont 61 à l'Electricity Council
pour évaluation.
LEPOIX Urbanix (Louis Lepoix)
Elle se nomme Urbanix. Et en effet elle n'a d'autre prétention
que de circuler en ville.
Elle est l'oeuvre de Louis Lepoix, directeur de FTI design qui,
depuis près de vingt-cinq ans, carrosse des châssis
de grandes marques ou conçoit et exécute ses propres
véhicules des voitures de sport, des modèles de
sécurité, des scooters.
A côté de ces modèles de recherche, FTI design
produit en série des carrosseries d'autobus et de camions
pour plusieurs grandes marques... et jusqu'à des engins
de travaux publics.
Urbanix, c'est sa petite dernière et sa préférée.
Nous avons eu l'occasion de rouler dans le prototype, équipé
d'un moteur 1600 à boîte automatique de chez VW qui
permet de tester la solide tenue de route d'un engin dont l'empattement
est pourtant à peine supérieur à la voie.
La fabrication est prévue avec moteur classique et aussi
la propulsion électrique (avec les avantages et les servitudes
qu'elle implique). Des éléments de carrosserie interchangeables,
simples mais élégamment dessinés, permettent
d'envisager des utilisations très variées, depuis
le deux places cabriolet jusqu'à la fourgonnette. Solution
d'avenir ? peut-être...
Fil, 51 bis, avenue de Ceinture, Enghien-les-Bains.
MICHELOTTI
Lem
collaboration avec Gianni Rogliatti.
Usage intensif d'aluminium, poids 350 kg (sans accumulateurs).
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1974
LE VEHICULE ELECTRIQUE, SERPENT DE MER OU REALITE DE DEMAIN
? (éditorial dans Auto Volt, 9.1974.)
par Pierre Chavance, Directeur du Développement de la
C.G.E.
Le véhicule électrique faisait déjà
parler de lui à la fin du siècle dernier, époque
à laquelle la "Jamais Contente" dépassa
les 100 km/h. Depuis lors, rapidement surclassé par les
progrès et les possibilités du véhicule à
essence, il n'a fait de brèves apparitions que pendant
les périodes de crise ou de pénurie de carburant,
pour redisparaître une fois la menace écartée.
Va-t-on, de nouveau, assister au même processus de résurrection
suivie d'un retour aux oubliettes ?
Il semble que, cette fois-ci, la situation se présente
sous un aspect tout différent. En effet, jamais, jusqu'à
ce jour, ne se sont trouvées réunies autant de conditions
propices à l'éclosion du transport par véhicules
électriques.
Les récents événements pétroliers,
tout d'abord, ont mis en lumière le fait que le monde ne
disposait que de quantités limitées d'hydrocarbures.
D'ores et déjà, celles-ci sont insuffisantes pour
faire face à l'accroissement de la demande, en particulier
dans les transports. D'où l'intérêt et l'urgence
de se préoccuper des modes de transport de demain.
Le véhicule électrique est un des modes envisageables.
Le "droit au transport" collectif ou individuel fait
partie de ces acquis auxquels nous ne sommes pas prêts à
renoncer. De plus, ce besoin de se déplacer est, en partie,
lié au processus d'urbanisation croissante, création
de villes nouvelles, extension des banlieues des villes anciennes,
d'où accroissement du nombre de déplacements, avec
nombreux arrêts, mais de faible amplitude journalière.
Le véhicule électrique est adapté à
ce type de besoin.
Notre civilisation urbaine et motorisée entraîne,
avec elle, un certain nombre d'inconvénients retentissant
sur la qualité de la vie : bruit, fumées, encombrement.
Le véhicule électrique apporte une solution à
la plupart de ces problèmes.
Enfin, les progrès technologiques déjà réalisés,
et ceux raisonnablement escomptables dans les quelques années
à venir (générateur Air-Zinc rechargeable
comme une voiture à essence, générateur sodium-soufre
aux performances cinq fois supérieures aux accumulateurs
au plomb), permettent d'envisager, dès maintenant, la réalisation
de véhicules aux performances certes modestes, comparées
à celles d'un véhicule thermique, mais parfaitement
adaptés aux besoins à satisfaire.
Le véhicule électrique est compétitif, tant
au plan de la consommation d'énergie que des prix de revient
du service rendu.
Il y a donc une convergence de facteurs favorables qui devrait
ouvrir, de façon significative, le marché des transports
aux véhicules électriques.
L'hypothèse, désormais plausible, de voir 5 % du
parc des véhicules automobiles électrifiés
en 1985 veut dire, pour la France :
Un million de véhicules électriques dans dix ans.
CEDRE Mini
1000 et Midinette 1200 (1975-1987).
conçu par François Guerbet.
Deux moteurs 500 W 36 V, 5000 tr/mn, roue avant motrice.
Roues indépendantes arrière.
Dimensions 205 x 90 x 150 cm, autonomie 60 à 120 km/h selon
batteries.
CITI CAR (Eric Jelinski P. Eng.)
Manufactured as an electric car by Vanguard Motors in Sebring
Florida.
There were only about 4,000 cars built in the period 1973 to 1982
to address the oil embargo and the need for an electric car capable
of urban speeds less than 50 Km per hour.
In 1974, this car was not viable as a commuter vehicle for a number
of limitations in technology available at that time. The control
system and the battery charger were the major limitations as described
below.
The Citi car will carry two people, driver plus one passenger.
Seat belts are provided. There is additionally room for luggage
or several bags of groceries, approximately 6 ft3 of space.
This car
was originally built as an electric car. I purchased this car
from a friend in January 1994 and worked on it during two winters,
then driving it most of the time during the summer of 1994 and
1995. My 'added value' was to upgrade the original 1974 design
and technology using today's off-the-shelf components to build
this into a practical and useful vehicle for commuting and running
errands. The components that I changed were:
a) A solid state controller made by Curtis Instruments that eliminates
the old inefficient relay control system. This is really the heart
of the car. Using this controller allowed me to raise the battery
voltage for the power circuit, using the same electric drive motor,
but without any negative consequence to the motor. The Curtis
controller allows all of the batteries to be used uniformly, connected
in series, which enhances battery life and performance.
b) New batteries are installed. Although there have been only
marginal improvements to lead acid batteries over the years, the
change I made was from 36 volts to 72 volts. This provided the
necessary voltage to provide sufficient torque for 'normal' acceleration.
The total energy stored in the batteries remained the same, (approximately
6 KWh in the same compartment under the seat). The 'battery' is
built up from 6 deep cycle batteries at 12 volt each in series
to obtain 72 volts. The total battery weight was reduced, while
the total energy was kept the same. The range was actually increased
by reducing the weight of batteries carried.
c) The battery charger was replaced with a new solid state charger
unit that automatically senses the amount of charging required
and stops charging when the batteries are fully charged. This
avoids undercharging which affects performance, and also prevents
overcharging which degrades battery performance and shortens their
life. (Over charging just cooks the batteries dry). The charger
can be wired for 110 volt or 220 volt source. I use a standard
u-ground receptacle rated 110 volt, 15 Amp, ground fault protected
for outdoor use. The car will recharge overnight during the off-peak.
The energy required to make one round trip from home to work is
'recharged' in 3 hours.
d) Changes were made to the existing electric motor. I first of
all did a magnetic permeability test on the motor to assess its
'magnetic' performance at the higher voltage. The result was,
that the motor could remain in the system operating at 72 volts,
but as a precaution, I added a cooling air fan and manifold to
keep the motor from overheating. This job involved gingerly drilling
large holes into the motor casting, fabricating an aluminum housing
around the motor with a small computer type fan installed. This
resulted in the overall diameter of the motor being 2 inches larger,
and required modifications to the suspension ( a 2 inch chassis
lift on the springs) to provide room for the cooling manifold
on the motor.
e) Other changes to reduce energy consumption included modifying
the brakes to get the brake shoes to 'back off' when disengaged
same as in new cars. Using synthetic lubricants also reduced energy
wastage. But the Curtis controller made the largest contribution
to an efficient car.
f) Added instrumentation including a voltmeter for the entire
battery voltage. Added an Ampere meter, a Kilowatt hour meter
to measure both the energy required for driving and the energy
returned by recharging. It has capability for recording data into
a laptop computer at 2 second intervals. A data logger measuring
battery parameters was also added.
In summary,
these changes to a car from 1974 technology has made a big difference,
and this new technology makes electric cars viable today.
All of the components, batteries, Curtis solid state controller,
battery charger, motors, relays, wiring, instrumentation etc.,
are available locally from Ontario Battery Services Co. Ltd. located
at 144 Skyway Drive, Etobicoke. Mr. Paul Olsen, owner, has been
in the business of servicing electric forklifts for 25 years and
has a wealth of knowledge and good service to anyone buying parts
for electric cars.
The drive
train is a "direct drive" to a 7:1 ratio gear on the
back axle. This limits the top speed to 80 km/h due to top end
of the electric motor.
The Citi car weighs approximately 500 kg. The batteries weigh
200 kg of this 500 kg.
Recharging equipment and input voltage : Nothing special, just
a dedicated branch circuit to one outdoor plug per the current
electrical code. It is possible to purchase and install a surplus
used 40 or 60 Amp KWh meter, the kind used for billing from your
utility, as I did from Clarington Hydro for about ì20.
This is a low cost method of keeping tabs on energy used by an
electric car.
This 'modified'
citicar has very 'snappy' performance relative to other small
cars. Is able to keep up with the flow of traffic on 4 lane highways
in the city where speed limits are 50 to 60 Km/h. The "series
wound" direct current motor that I am using has a very high
torque when starting. This enables the car to make rather fast
jackrabbit starts. Braking is by disk brakes on the front and
drum brakes on the rear using conventional hydraulic brakes.
The range has not been fully explored, but estimated to be 50
to 60 Km in the summer and somewhat less in the winter. Range
depends very much on speed and the rate of acceleration. I use
0.1 KWh per Km as a rule of thumb (0.75 to 0.1KWh / Km). The battery
stores about 6 KWh of energy, hence 60Km range.
Top speed is 80 Km per hour, but this is not sustainable for a
number of reasons. The car was not designed for this speed. It
has a rather short wheel base and becomes unstable especially
on rough roads. The most comfortable speed is below 60 Km/h.
Citicar performance capabilities (with changes) : Able to drive
in city traffic, uphill, accelerate same as a normal car. Energy
consumption is approximately 0.1 KiloWatt hour per Kilometer.
Currently being driven to work every day plus errands around town,
approximately 20 to 30 Km per day. Charging is overnight. Total
distance driven since June 1994 is 2000 km.
It cost
me about ì 4000 to get the Citicar to this point where
it is a useful vehicle. This included some money spent for 'trial
and error' (call that R&D ) The next car will take a more
direct route to being a roadworthy car. I've spent quite a few
evenings and weekends working on this car to get it going. This
Citicar is now essentially complete in all modifications. I have
an ongoing program to measure and trend performance.
Electric cars can also be built be converting an existing gas
engined car to electric drive motor and batteries. This requires
some specialized knowledge that may be obtained through courses
currently being offered at Centennial College and Durham College.
(I will be teaching the course at Durham College again this January.)
The cost for a conversion is in the range of ì 8000 to
ì 10,000 (excluding the chassis and labor) This price includes
the electric motor, batteries, controller, charger, relays, wiring,
all pieces to make it go.
Batteries are worth about ì 2000 and are expected to last
about 1000 cycles at 80% discharge. This amounts to about 4 to
6 years of driving depending on conditions. All other components
are expected to out last "your lifetime".
The energy cost of the Citicar is about 1/2 to 1 cent per km.
The energy cost of driving a "normal car" converted
to electric drive is about 2 to 3 cents per Km because of the
heavier weight and accessories. A normal gasoline engined car
has an energy cost of about 8 to 10 cents per Km, plus a lot more
maintenance cost of tune-ups, oil changes, radiators, exhaust
systems, etc., ie. which adds up to the a standard mileage rate
of 36 cents per km. An electric car has zero maintenance cost
except for batteries once in four years. Based on a "back
of the envelope" calculation, you"break even in dollars"
in 4 to 5 years, but you really give yourself a big credit in
helping the environment.
Another positive attribute of the electric car is the fact that
when you take your foot off the accelerator as in stop and go
driving or sitting in a traffic jam, there is no emission of pollutants
causing smog, health problems and global warming. Hence the phrase
that I am closing with;
Motor :
Westinghouse S# 225P1548 serie wound, SER 7306, 2.5 HP, 36 V 75
A, 3 300 tr/mn (maximum 6 000 tr/mn)
3400 rpm at 30 miles per hour car speed.
30 mi/h x 5280 ft/min x 1/60h/min = 2640 ft/min,
since wheel circumference = 5.3 ft,
therefore wheel speed = 2640 x 1/5.3 = 498 rpm, and since the
axle ratio is 6.83:1,
therefore motor speed = 6.83 x 498 = 3400 rpm ô 30 mph.
controller
: relay control with resistive starting.
Installed a solid state Curtis controller 72 volts (removed all
relay controls)
axle :
make dana, axle ratio=6.83:1
tires : 12x4.8 inches, 30 psi, tire circumference = 64 inches
= 5.3 ft
Increased diameter slightly and changed to radial tires
P225-12 35 psi
Tire circumference = 68.5 INCHES = 5.71 FT
Batteries
: 75 Ah - 2 h discharge per spec in the owners manual.
UK CMP Batteries 3 ET 205 (L), 6V, 205 Ah (C5) (7 1/4" wide
x 12 1/2" long x 10" high overall.)
Changed to 6 monoblocks at 12 volts each for a 72 volt battery,
Crown 31T36 83 Ah - 3.3 hour discharge (7.00 inch wide by 13.00
inch long by 9.90 inch high), 27.00 kg weight, 990.00 Kwh approximate
total energy stored
Installed a new solid state charging unit K&W Engineering
model BC 20
frontal
area 22sq ft, rolling resistance 18 lb
Brakes : Tuned brakes to 'back off' slightly from disk or drum
when pedal not engaged
Instrumentation (added) : Ampere meter 0 to 100 A ; Volt meter
0 to 150 volts ; KiloWatt hour meter ; Datalogger for battery
performance.
LUCAS
Electric Taxi au salon de Londres
Dessiné par Ogle, roues avant motrices.
PEUGEOT 104 Electrique
Les véhicules électriques à deux places
et avec bagages présentent, dès maintenant, des
avantages non négligeables. Pour eux, Peugeot a voulu compléter
son expérience technique en mettant au point une mini-voiture
électrique. Le coupé 104, de faible encombrement,
se prête bien à cette approche. Le "compactage"
du groupe motopropulseur a été particulièrement
étudié pour conserver au coupé en cause son
attrait en habitabilité avant, en volume et en maniabilité.
PEUGEOT J7 Electrique
Le véhicule J7, particulièrement apte aux livraisons
de marchandises en ville, a donné un fourgon dérivé
à traction électrique.
Comme il doit s'insérer dans la circulation urbaine actuelle
en tous lieux, il est doté de bonnes performances dynamiques.
Le freinage électrique, suffisant à lui seul pour
la circulation et les manoeuvres courantes, lui confère
une excellente souplesse d'emploi, avec beaucoup de sécurité,
le freinage maximal étant appliqué au train avant.
L'ensemble pesant, c'est-à-dire la batterie et le système
de propulsion, est placé à un niveau inférieur
à celui des pieds du conducteur. Le conducteur est ainsi
préservé en cas de choc et le véhicule gagne
une bonne stabilité dans ses évolutions.
La cabine avancée et dégagée de tout système
de propulsion, et de commande de vitesse, offre une bonne habitabilité.
Le fourgon a deux places, dont celle du conducteur. Il offre 900
kg de charge utile et 8 m3 de volume utile. Son P.T.A.C. (poids
total autorisé en charge) est de 3.500 kg.
Une autre sorte de transport urbain a été recherchée
dans une version minicar J7, qui utilise les éléments
de traction et de freinage du fourgon. Il a le même P.T.A.C.
Le minicar peut transporter 14 personnes (dont le conducteur).
Caractéristiques et performances des versions J7
Moteur de propulsion de type à courant continu, 6 pôles,
excitation indépendante ;
Tension nominale 130 V, puissance nominale 26 kW, puissance maxi
52 kW (70 CV), vitesse maximale 6.700 tr/mn, couple maximal 30
da N ;
Réglage de la tension du moteur avec hachage par thyristor
;
Couple en caractéristique à puissance constante
;
Freinage par récupération d'énergie avec
contrôle du couple ;
Refroidissement à air forcé, motoventilateur axial.
Une batterie
de traction de 72 éléments, de 280 Ah en 5 h, batterie
au plomb à plaques minces ;
Batterie auxiliaire de 12 V, 45 Ah, dont la recharge est effectuée
par un convertisseur statique et un alternateur auxiliaire sur
l'arbre du moteur de traction.
Roues avant
motrices, boîte-pont à un rapport (11,95 km/h à
1.000 tr/mn moteur), commande avant/arrière électrique
au volant, arbres de transmission homocinétiques.
Freinage électrique seul, pendant la première partie
de la course de la pédale, électrique et hydraulique
sur le reste de la course.
Performances au P.T.A.C.
Vitesse maxi sur plat 80 km/h.
400 m départ arrêté 25 s, 1.000 m départ
arrêté 155 s
Aptitude en côte 20 % à 25 km/h, démarrage
en côte 20 %, aptitude en descente 15 % (sur frein électrique
seul).
Autonomie urbaine (cycle C.E.1.) 60 km , 90 km à 60 km/h
(vitesse constante).
RENAULT 4 électrique puis R5 pour EDF
RENAULT
5 L Ragonot
VANGUARD
CITCAR (1974-1976)
VOLKSWAGEN
Chico hybride (2ème version au Salon de Francfort 1991).
moteur thermique Diesel 2 cyl 636 cm3 34 ch
moteur électrique asynchrone 6 kW remplaçant le
volant moteur, intercalé entre moteur et boîte
il fonctionne pour les vitesses stabilisées en ville, sert
de démarreur et de volant moteur pour le moteur thermique,
d'alternateur et de frein électrique
commutateiur permettant le fonctionnement en électrique
seul
boîte 5 vitesses
2 embrayages permettent de solidariser le moteur électrique
ou le moteur thermique (embrayage automatique piloté)
batteries cadmium-nickel placées à l'arrière
sous le plancher du coffre
1975
ADDAX et WILLAM Charly (salon de Paris, 10)
BATTERY
BOX de Roger Hedlund, 175 mph (281.575 km/h)
CEDRE
Midinette 1200 et Soubrette
Midinette 1200 : moteur 1200 W, 6 vitesses plus marche arrière,
50 km/h, autonomie 60 km.
Soubrette : moteur 600 W, 2 vitesses avant, 30 km/h, autonomie
60 km.
Voiture électrique GUERBET au concours Lépine
(Foire de Paris,5)
Sous le triple chevron (l'Auto Journal, 1.6.1975)
Une voiture électrique de plus ? Sans doute. Mais l'ingénieur
Guerbet, de Montesquieu-Volvestre, a joué sur l'économoie
d'énergie :
"Pour 50 km d'autonomie à 50 km/h, il suffit d'un
poids de batterie huit fois moindre que pour 100 km à 100
à l'heure..."
Economie dans la conception aussi : trois roues, largeur 0.88,
longueur 1.80. Châssis en tubes et carrosserie plastique
monocoque brevetée. Suspension Guerbet.
Le coffre peut faire office de chariot ménager. Le prix
est de 9 540 F.
Il s'agit, bien sûr, d'une deuxième voiture, qu'on
range au bout de l'autre sur la longueur entre deux parmètres
; Une nouvelle façon d'économiser.
Voiture électrique de ville HUDSON construite
par J. Hudson (Doncaster, GB), 64 km/h, autonomie 45 km.
LEPOIX Shopi et Vip au salon de Paris (10)
Louis Lepoix, créateur de L'Urbanix de 1974.
Ding : Le chässis n'est plus intégré dans la
carrosserie mais constitue un portique support en acier,
trois roues, moteur électrique, longueur 2,55 mm, vitesse
25 km/h.
Vesion "minimale" Vip.
Shopi : Véhicule très compact, longueur 1,50 m.
LUCAS Electric Pullman (Salon de Paris).
Sur base Bedford.
Vitesse maxi 80 km/h.
96 km/h et 112 km d'autonomie en 1980 (remplacement des batteries
chargées à l'aide d'un système de levage
par sacs gonflables).
MARDEN Espace 1 (10.1975)
Voiturette à deux places à cabine avancée.
2 moteurs électriques Unelec 1 kW 96 V chacun, transmission
électronique Cybermeca entièrement automatique.
Carrosserie en stratifié polyester armé, 4 freins
à tambours, pneus 145 SR 10.
Longueur 210 cm, largeur 135 cm, hauteur 144 cm.
ESPACE 1 UNE CURIOSITE (l'Auto Journal, 15.10.1975)
Notre ministre de la Qualité de la vie, André
Jarrot, nous a prédit que, vers 1990, les automobiles électriques
seront capables de rouler à 90 km/h avec une autonomie
de 200 kilomètres par jour. L'Espace 1, petite voiture
électrique, construite par un concessionnaire de la région
parisienne, Teddy Maison, est encore loin de ces prévisions
optimistes : vitesse maxi 50 km/h ; autonomie de 50 kilomètres.
Néanmoins, si ces chiffres dénotent une immaturité
certaine du moteur électrique on matière automobile,
l'Espace 1 est bien réelle puisqu'elle sera commercialisée
début 1976.
Le deuxième "hic", c'est son prix. Il dépassera
20 000 F. Et 20 000 F pour 50 km par jour posera un cas de conscience
à l'acheteur désireux de ne pas polluer et de ne
pas faire de bruit.
En dehors de ces deux points d'une extrême faiblesse, l'Espace
est séduisante. De part son esthétique d'abord.
Plus les voitures sont petite, plus elles ont du mal à
plaire. Mais ses lignes carrées ne provoquent pas le rire.
Sa longueur ne dépasse pas 2,10 m et avec 1,40 m de large
et 1,35 m de haut, on peut on mettre deux sur un parcmètre.
Carrosserie plastique, châssis plate-forme on tube. La direction
est à vis et galet, la suspension avant étant assurée
par un ressort à lames transversales. On trouve à
l'arrière quatre ressorts-amortisseurs Koni. Rien d'original
dans tout cela, si ce n'est une honnêteté de fabrication,
un sérieux indéniable.
La propulsion est donc le fait de deux moteurs électriques,
donnant chacun un kilowatt sous 48 volts avec dispositif électronique
Cibermeca. Il n'y a pas de différentiel, les roues sont
entraînées directement par l'intermédiaire
d'un réducteur dont le rapport est de 5:1. Quatre batteries
de 95 ampères se chargent de l'alimentation, deux d'entre
elles étant réservées aux démarrages,
les deux autres étant des batteries d'effort. Une cinquième
batterie placée à l'avant du véhicule commande
les phares, l'essuie-glace, les clignotants, etc.
Il est prévu huit heures pour la recharge complète
des batteries, auquel cas elles doivent durer trois ou quatre
ans (!) ; on peut réduire le temps de recharge à
2 h mais les accumulateurs risquent de vieillir prématurément
(1 an).
En version électrique, l'Espace 1 pèse 400 kg ;
en version essence, le poids sera légèrement supérieur.
Mais l'intérêt sera plus grand puisque la voiture
équipée d'un moteur Steyr-Puch coûterait 15
000 francs environ. Dans ce cas, les performances et l'autonomie
donneraient des résultats plus évidents. Il est
à prévoir dans l'immédiat, c'est-à-dire
tant que le moteur électrique ne présentera pas
des avantages similaires au moteur à essence, que l'Espace
I électrique fasse plus figure de curiosité que
de réalité.
TEILHOL
Citadine, Messagette et Handycar (1975-1983)
Citadine (présentation 10.1972), tricycle, carrosserie
polyester, moteur 4 kW, 8 batteries 12 V 100 Ah, longueur 2,18
m, 50 km/h, autonomie 70 km.
Messagette, sur la plate-forme de la Citadine, moteur 1 kW, 4
batteries 12 V 100 Ah, 25 km/h, autonomie 80 km.
Handicar (présentation 7.1975), quadricycle, carrosserie
polyester, plancher s'abaissant au niveau du sol, moteur 4 kW,
8 batteries 12 V 100 Ah, longueur 2,44 m.
1976
Transports - L'avenir, c'est la bicyclette électrique
(Sciences et Vie, 8.1976)
C'est du moins ce que pensent au moins deux sociétés,
l'une américaine, l'autre anglaise, qui présentent
simultanément deux types de bicyclettes équipées
de moteurs électriques.
La bicyclette
américaine est équipée d'un "Pedalpower",
moteur électrique auxiliaire fonctionnant sur batteries.
Ce moteur aide les conducteurs à monter les côtes,
augmente leur autonomie et leur permet d'atteindre plus rapidement
leur vitesse maximum.
L'utilisateur qui désire être aidé dans son
effort n'a qu'à pousser un levier monté sur le guidon.
Le "Pedalpower" met alors automatiquement son galet
d'entraînement au contact du pneu avant tandis que son moteur
est alimenté en électricité. Quand le conducteur
relâche le levier, le courant est coupé et le galet
se relève.
Autonomie du "Pedalpower" : plus de 40 km avant recharge,
celle-ci ne coûtant que quelques centimes.
La bicyclette
britannique, présentée par l'ancien directeur de
Ford pour l'Europe, Sir Leonard Crossland, annonce une autonomie
de 50 km et 3 heures pour une dépense de 1,80 F.
Elle a été mise au point par un inventeur au nom
prédestiné puisqu'il s'appelle John... Watt.
Selon John Watt, l'originalité de cette bicyclette est
que son moteur développe sa puissance quand la vitesse
diminue, ce qui donne à l'engin de grandes qualités
pour grimper les côtes : il "avale" des côtes
de 8 % à 13 km/h sans qu'il soit nécessaire de pédaler.
Autre avantage de la bicyclette britannique : lorsqu'on descend
en roue libre, ou lorsqu'on freine, le moteur se comporte comme
une dynamo et recharge la batterie. On obtient un effet de freinage
électromagnétique et les freins normaux sur les
jantes sont à peine utilisés.
La seule commande supplémentaire est une poignée
placée sur le guidon que l'on tourne vers l'arrière
pour accélérer ou vers l'avant pour ralentir ; le
bloc moteur et la boîte de vitesse sont constitués
par un disque de 23 cm de diamètre et 9 cm d'épaisseur
qui se fixe sur la fourche de direction de n'importe quelle bicyclette
au niveau du moyeu avant.
Les deux batteries rechargeables de 12 volts sont fixées
comme des sacoches à la roue arrière, les commandes
électroniques étant logées dans une boîte
ne mesurant que 13 x 8 x 10 cm.
"Notre bicyclette électrique est un rêve d'écologiste",
disent John Watt et Sir Leonard Crossland. "Pas de bruit,
pas de pollution et une consommation d'énergie 25 fois
moindre que celle d'une petite voiture, pour une vitesse équivalente
ou supérieure en ville. Et comme 50 % des déplacements
automobiles sont inférieurs à 8 km, la bicyclette
- électrique - écologique, c'est vraiment l'avenir."
RENAULT 5 EDF
Moteur série 6 kW
Autobus SOVEL
AS-9 B
22 places assises
Moteur série 40 kW
Freinage électrique Sovis-Varicar 800 A.
ZAGATO Zele Van (3.1976), version allongée de la
Zele 1000 (longueur 2.21 m).
Moto électrique CHARGER
Moto électrique 1 CV.
Contrôle d'allumage par clef de contact, témoin de
charge.
Batteries 2 x 12 V 90 Ah à alimentation permanente, chargeur
220 V automatique.
Embrayage automatique, transmission secondaire par chaîne,
cadre en acier recevant les batteries, pneus avant et arrière
8x2.50.
Dimensions 1570 x 780 x 630 mm, empattement 1140, garde au sol
200, poids avec batteries 95.25 kg.
4.800 F en 1976 (La HONDA CB 125 vaut 3.600 F à la même
époque).
1977
La pile #&224; combustible, l'auto de demain (l'Auto Journal,
15.6.1978)
Regarder l'avenir, c'est voir les ressources pétrolières
en diminution et un bilan qui s'annonce assez triste pour l'automobile
de l'an 2000. Cette évidence doit être souvent répétée
car les crédits de recherche ne brûlent pas par leur
volume.
Un domaine toutefois fait exception la pile à combustible,
et plus précisément la pile à hydrogène,
célèbre jusqu'à présent pour ses utilisations
spatiales. Son avenir se présente bien et ses avantages
actuels sont déjà de première qualité
: rendement élevé, fonctionnement silencieux et
parfaitement non polluant.
Alors peut-on dire que la pile à hydrogène détrônera
dans un avenir plus ou moins proche le moteur à essence
?. Peut-on penser que notre vieux moteur thermique en est à
sa phase finale?. Yves Bréelle, ingénieur principal
à l'institut Français du Pétrole fait le
point pour l'Auto-Journal.
En deux mots, voici quelques principes de base, juste avant de
se lancer dans des supputations qui espérons-le profiteront
à notre automobile de tous les jours. La pile à
combustible est inventée il y a longtemps déjà,
en 1839, par W. Grove suite à des expériences sur
la réversibilité de la réaction de l'électrolyse
de l'eau. C'était à prévoir: une fois ce
grand moment savouré, on l'oublie un peu beaucoup, et ce
n'est qu'en 1935 que Bacon reprend ces expériences, pour
mettre au point une pile de 1 kW en 1953. Vers 1900, la moitié
de la traction new-yorkaise est à l'électricité.
On comprend donc que la pile à combustible soit alors délaissée.
Mais avec Bacon tout redémarre et la pile obtient ses lettres
de noblesse dans l'Espace vers 1960-1970 avec les missions "Apollo".
Aujourd'hui l'institut Français du Pétrole étudie
la "faisabilité" c'est-à-dire les possibilités
de cette pile, et sa tâche est de déterminer si oui
ou non elle doit être développée après
1985.
Qu'est-ce qu'une pile à combustible ?. Yves Bréelle
la compare simplement à une batterie d'accumulateurs qui
fournit de l'électricité. Schématiquement,
elle se compose d'un bac contenant une solution réactive,
une anode et une cathode en nickel ou en platine, un comburant
qui est l'air, et un carburant qui peut être l'hydrogène,
l'hydrazine, le méthanol ou tout simplement du pétrole.
La pile convertit l'énergie chimique due à la réaction
combustible-carburant en électricité sans passer
par l'intermédiaire de la chaleur comme c'est le cas du
moteur thermique de nos voitures habituelles.
Se pose alors la question du combustible. Pourquoi choisir l'hydrogène
plutôt qu'un hydrocarbure, un hydrazine ou du méthanol
?. Parce que pour des performances maximum c'est-à-dire
une bonne vitesse de réaction dans la pile et un prix de
revient décent, c'est-à-dire avec des catalyseurs
en nickel et non en platine, seul l'hydrogène ou l'hydrazine
conviennent, il faut en effet concilier performances et prix.
Et lorsqu'on sait que le combustible pétrole ou méthanol
exige des catalyseurs en platine-paladium, on ne peut décemment
envisager la commercialisation de la pile à combustible.
Jugez ! Si on utilise du platine, il faut i O grammes par kilowatt.
Or une R 5 qui aurait besoin de 30 kilowatts exigerait 300 grammes
de platine, ce qui au cours actuel du platine ferait une somme
de 12 000 F uniquement en catalyseur. Et si on remplaçait
le moteur des 3 000 000 de véhicules français vendus
chaque année par une pile à combustible, il faudrait
près de i 000 tonnes de platine. Etant donné que
la production mondiale de ce métal ne dépasse pas
50 tonnes par an, on voit tout de suite que les hydrocarbures
et le méthanol sont impensables et mal venus en automobile
pour l'utilisation de la pile à combustible. D'où
l'emploi de métaux moins nobles tels que le nickel que
supporte l'hydrogène.
Une auto prototype
Il est tentant d'imaginer cette pile à la place d'un moteur
traditionnel, de vouloir rouler à l'hydrogène. Le
rendement de la pile est fort intéressant puisqu'il est
de 50 %, celui d'un moteur thermique dépassant rarement
30 %. Quant à sa durée de vie, elle tourne actuellement
autour de 1 000 heures ; on espère la monter à 40
000 heures à partir de 1990. En vérité, cette
automobile existe à l'état de prototype ; les caractéristiques
de sa pile sont les suivantes : carburant-hydrogène, comburant-oxygène,
puissance massique 70 W/Kg. Ce dernier paramètre est fondamental
car de lui dépendent la vitesse maximum et les accélérations.
On pense porter commercialement ce chiffre à 150 W/Kg vers
1980-1985, à 350 W/Kg en l'an 2000.
Les essais montrent qu'une voiture équipée d'une
pile hydrogène-air de valeur massique 150 W/Kg peut avoir
des caractéristiques approchant celles d'un véhicule
à essence ; les deux voitures ont une charge utile de 335
kg et leur vitesse maximum est de 110 km/h.
La voiture à essence effectue le 400 mètres départ
arrêté en 23,1 secondes alors que la voiture équipée
de la pile à hydrogène le parcourt en 26,1 secondes.
La consommation est nettement favorable à la pile : 0,266
th/km contre 0,699 th/km pour le moteur à essence. En revanche,
les différents poids et le volume du réservoir sont
défavorables à la pile à hydrogène.
On peut par
ailleurs envisager l'emploi de l'hydrogène comme carburant d un
moteur classique à pistons. Dans les mêmes conditions de charge
utile (335 kg), de vitesse (110 km/h) et de puissance (20 kW),
le moteur conventionnel consommant de l'hydrogène parcourt le
400 mètres en 25,6 secondes, ce qui est à rapprocher des 23,1
sec. du même moteur brûlant de l'essence ; quant à la consommation
du moteur à hydrogène, elle donne 0,626 th/km, chiffre qui vaut
les 0,699 th/km exigés par le moteur à essence. C'est une solution
quelque peu bâtarde car si les performances sont proches de celles
d'une voiture à essence, l'emploi du carburant hydrogène présente
certains inconvénients. Le poids total de la voiture est plus
élevé (1 257 kg contre 1 000 kg) car l'énorme réservoir d'énergie
représente 270 kg à lui seul. De plus le volume de ce réservoir
dépasse l'entendement : 403 dm3 contre 40 dm3. Resterait l'approvisionnement.
Il faut donc considérer cette solution comme une transition entre
le moteur thermique et la pile à hydrogène de conception bien
plus simple. Ces données sont encore loin de la réalité commerciale.
La pile à combustible possède des avantages incomparables : absence
d'émissions d'oxyde d'azote, silence de fonctionnement, agrément
de conduite, grande sécurité et prix acceptable. Celui-ci a été
en effet chiffré : par rapport au prix actuel du super distribué
en France (12 centimes/thermie hors taxes), le prix de l'hydrogène
devrait vraisemblablement être légèrement supérieur. Mais les
inconvénients existent. Par le nucléaire Il y a d'abord la production
d'hydrogène. Pour approvisionner un grand nombre de véhicules,
il faut passer par l'énergie nucléaire. C'est indispensable. L'idée
est de faire fonctionner les futures centrales nucléaires de l'EDF
24 heures sur 24 et non pas à temps partiel. La nuit par exemple,
à partir de l'électrolyse de l'eau, on s'occuperait à former de
l'hydrogène. Si le programme de construction des centrales est
respecté, on disposerait dès i 990 de quantités suffisantes destinées
à l'automobile. On arriverait alors à un coût intéressant, de
l'ordre de 25 centimes/thermie. Deuxième problème : la distribution
de l'hydrogène. Aucune infrastructure n'existe. Au plan automobile,
il est difficile de stocker ce précieux carburant sous forme de
liquide, ce serait trop dangereux. Seule la solution de réservoirs
comprimés à 40 kg et plus tard à 20 kg donnerait satisfaction.
Il faut donc créer un réseau avec stations, lieu de stockage,
acheminement. Une mise en place gigantesque. Par ailleurs, la
pile à hydrogène est encore trop lourde et trop chère. L'institut
Français du Pétrole étudie sa rentabilité en collaboration avec
Renault. En 1975, le kW montait à 700 F dans le cas d'une voiture
produite en série. Ce chiffre doit descendre à 300 F pour le marché
autobus, et à 100-1 50 F si on veut rivaliser avec les Diesel.
Ce niveau est déjà atteint mais la durée de vie de la pile auto
n'est que de 1 000 heures ; le seuil de rentabilité est de 3 000
heures minimum. Les recherches sont prometteuses, mais l'hydrogène
est encore loin de bousculer le vieux moteur thermique. L'I.F.P.
s'est fixé 1985 pour dire si la pile à combustible aura une destinée
automobile. Avec un peu de chance et des crédits supplémentaires.
ces résultats pourraient avancer vers une heureuse issue.
BRAUN ELEC
EVA - ELECTRIC
VEHICLE ASSOCIATES (1977-1979)
PILCAR
présentée au salon de Genève en mars 1977.
Voiture de ville en polyester animée par un moteur électrique,
dessinée et construite par Franco Sbarro, à la demande de Victor
Perremond, l'Electricité Neuchateloise et la société Romande d'Electricité.
Devenue Carville en 1979.
Pilcar : 100 à l'heure avec des batteries (J-L. Nory, l'Auto Journal,
15.10.1977)
Avec le prix du pétrole qui monte à la vitesse
d'un ascenseur emballé, on en oublierait presque les maux
de la vie courante. Dieu merci, notre bon Bureau des Economies
d'énergies fait tout ce qu'il peut pour nos biens et nos
portefeuilles. Par ailleurs, des recherches tout azimut ont lieu
dans le monde entier et l'on a vu récemment que malgré
les réticences des pouvoirs publics un inventeur français
avait mis au point un carburant révolutionnaire à
base de fines herbes et autres déchets urbains.
Mais la batterie, cette bonne vieille chose qui réalisait
déjà des exploits avant 1 900, que devient-elle
? Pas grand-chose à vrai dire. Une sorte de situation stable
qui n'en finit pas d'être mais qui pourrait d'après
M. William Ylvisaker, P.-D.G. de la Gould lnc. donner d'excellents
résultats d'ici cinq ans. Il s'agirait d'accumulateurs
au nickel-zinc permettant à un véhicule de rouler
à 96 km/h pendant 200 km. Mieux, une autre génération
d accus au "Lithium métal sulfide" autoriserait
un rayon d'action de l'ordre de 300 km dans les années
80. Mais tout cela n'en est qu'au stade expérimental et
coûterait encore très cher. Il faudra donc se contenter
pendant un bon bout de temps de ces vieilles batteries pour qu'une
automobile se déplace électriquement.
C'est le cas de la toute nouvelle Pilcar conçue en ce qui
concerne la propulsion par la Société suisse Pilcar,
du châssis, de la caisse et des différents aménagements
par une autre société suisse : Sbarro.
Il s'agit véritablement d'une petite voiture à quatre
roues (il faut le préciser, car trop de véhicules
électriques ressemblent à des chariots élévateurs
ou à des brouettes modifiées). Le châssis
tubulaire est constitué de deux grosses poutres latérales
noyées dans la caisse en fibre de verre ; malgré
son poids de 1 100 kg, la rigidité est absolue. La voiture
est une deux portes, et son habitabilité prévoit
quatre adultes. Au niveau mécanique, on trouve quatre roues
indépendantes avec ressorts hélicoïdaux et
amortisseurs intégrés, deux freins à disques
à l'avant et tambours à l'arrière, une direction
à crémaillère (Opel) et des roues de 13 v
15.
La propulsion est très classiquement assurée à
l'arrière par un moteur électrique de 84 volts accouplé
à une transmission Variomatic. En fait, toute l'astuce
provient des 14 batteries réparties près du moteur
et au centre de la voiture. L'essai nous dira que ces 14 batteries
autorisent de bonnes performances ; en contrepartie, le poids
est énorme puisqu'à elles seules, elles l'augmentent
de 550 kg. Muni de cette masse, le moteur possède un couple
honnête à 3 000 tr/mn et Ia puissance correspond
à 21 ch DlN à 4 500 tr/mn.
Dès les manoeuvres sur place, on sent la lourdeur du train
avant qui supporte 500 kg. Aux premiers tours de roues, cette
inertie s'estompe et la voiture prend rapidement de la vitesse.
Sans être à fond, le compteur indique aussitôt
80 km/h, le maximum se situant à 105 km/h. Ce chiffre est
d'autant plus louable qu'on peut le maintenir pendant plusieurs
dizaines de kilomètres. Après 80 km d'un parcours
comprenant de la route, de la montagne et un peu de ville, la
puissance diminue légèrement, de l'ordre de 20 %.
En d'autres termes, la Pilcar parcourt sans "ravitailler"
80 km au maximum de ses possibilités avec quatre personnes
à bord, et plus de 100 km en conditions moins sévères.
Il est évident que cette autonomie exceptionnelle est due
au nombre important des batteries ; en revanche, leur poids limite
les accélérations et détruit une certaine
combativité. En ce domaine, pas de miracle. Encore que
la tenue de route soit parfaite avec un léger sur-virage
en conduite limite et des freins puissants.
Le moteur étant pourvu d'un chargeur et d'un limiteur de
charge (30 ampères), il suffit de tirer une prise et de
la brancher n'importe où pour repartir, le plein des batteries
est fait, après 7 à 8 heures de charge. Rien de
mystérieux dans cette voiture de 3,06 mètres de
long, rien qùi bouleverse la science des batteries.
Néanmoins, la conception intelligente de cette voiture
appliquée à une autonomie dépassant en ville
les 100 km fait de la Pilcar une véritable voiture urbaine
dont les qualités sont le confort, la maniabilité
(diamètre de braquage : 7 mètres), le silence. Reste
la magie de l'électricité qui dans le cas présent
n'est pas un mot furtif qui disparaît aussi rapidement que
les ampères.
Prix : 16 000 francs suisses.
La Pilcar au salon de Genève 1978
ZAGATO
Zele Golf (marché US) et nouveau prototype (4 phares).
1978
COMUTA-CAR AND COMUTA-VAN (1978-1987)
Voiture mixte essence/électricité CENTAUR (USA) Conçue
par Georges Barris sur une base Honda 600 Minicar, reprise par
Hybricon, de North Hollywood. Moteur à essence Honda (traction
avant) et deux moteurs General Electric sur les roues arrière.
Démarrage en électrique, passage au moteur à essence à 50 km/h.
Autonomie 258 km.
EAC
GENERAL ELECTRIC - CHRYSLER ETV-1 (Electric Test Vehicle One)
Création d'une voiture électrique General Electric
US (moteur et systèmes) et Chrysler Corporation (Design),
à la suite d'une commande passée par l'US Department
of Energy (D.O.E.).
Production, au printemps 1979, de deux voitures ex^périmentale
4 places.
Source d'énergie 108 Volts, 18 batteries u plomb à
haute énergétique (Globe Union Corporation).
Moteur courant continu, contrôles électroniques avec
arrêts fréquents.
Autonomie 232 km à 56 km/h, 120 km en parcours urbain,
vitesse de croisière 88 km/h.
SEARS, ROEBUCK AND COMPANY
SOLAR VAN
de Commuter Vehicle Inc.
L'effet photovoltaïque
a été découvert en 1839 par le physicien
Alexandre-Edouard Becquerel, la première cellule photovoltaïque
ayant été développée par Charpin,
Person et Fuller aux Etats-Unis en 1954.
La chose était devenue quasiment inévitable.
Les voitures électriques ayant réapparu - n'oublions
tout de même pas que la "Jamais Contente" de Jenatzy
qui fut la première voiture à franchir les 100 km/h
en 1899 était à moteur électrique - au plus
fort de la crise du pétrole du début des années
soixante-dix et l'énergie solaire gagnant aujourd'hui du
terrain, il fallait bien s'attendre à voir apparaître
des automobiles à traction solaire.
C'est fait. Bien sûr aux Etats-Unis. En Floride, puisque
le soleil y brille plus qu'ailleurs et y est plus chaud qu'ailleurs.
La voiture s'appelle "Solar Van" et est construite par
l'entreprise Commuter Vehicle lnc. qui a développé
ce projet audacieux.
Bien évidemment, la "Solar Van" est une petite
voiture de ville dotée de quatre places et mue grâce
à l'énergie de dix batteries de six volts. Ce qui
lui permet de parcourir 65 km à la vitesse approximative
de 60 km/h. Cela sans l'aide du soleil.
En complément, on a donc monté des panneaux solaires
sur le toit et sur le "capot" de la voiture (5 panneaux
solaires de 9x8 cellules). Ils ont le double avantage de fournir
10 % de l'énergie lorsque la voiture roule et de recharger
les batteries dans des proportions appréciables lorsque
celle-ci est arrêtée Les batteries peuvent ainsi
se recharger en sept à huit heures pour la moitié
du prix "normal" seulement La voiture étant ainsi
utilisée, son coût kilométrique s'abaisse
à moins d'un cent le kilomètre.
Neuve, elle coûte 5000 dollars sans les panneaux salaires
et 9000 avec ces derniers. Le producteur espérant en vendre
quelque 10000 exemplaires dans les prochaines années, on
pourra donc en abaisser assez sensiblement le prix d'achat. Pour
l'heure, à fin 1978 très exactement, la Commuter
Vehicle lnc avait vendu plus de deux cents exemplaires de son
produit étonnant à défaut d'être détonant!
Les lois actuelles promulguées par le président
Carier ainsi que les futures restrictions pourraient bien assurer
un succès certain à la "Solar Van" qui
existe déjà en plusieurs versions, de la voiture
particulière en passant par le break, et jusqu'au taxi
urbain.
Petit inconvénient - peut-être seulement provisoire
d'ailleurs -- cette voiture n'a pas le droit, vu la faible vitesse
dont elle est capable, d'utiliser les autoroutes.
TRANSFORMER 1 (1978-1979)
1979
Voiture solaire à 3 roues de Ken EACRETT (Californie),
40 km/h.
Projet de voiture hybride GENERAL ELECTRIC
Centre de Recherche et Développement General Electric de
Schenectady (Etat de New York) maître d'oeuvre de ce projet
de 8 millions de dollars, s'étendant sur 30 mois.
Groupe constitué de firmes automobiles et de sociétés
de technologie des Etats-Unis, d'Allemagne de l'Ouest et du Japon,
afin de fabriquer deux automobiles "hybrides" d'un type
tout nouveau, destinées au Ministère Américain
de l'Energie (M.A.E.).
General Electric fournira toute l'étude d'expertise sur
le moteur à propulsion électrique, sur les systèmes
de contrôle électronique pour le moteur et les systèmes
de contrôle du micro-computer concernant l'ensemble du système
hybride ;
La Division Recherche de Volkswagen qui sera chargée de
l'étude et de la construction du moteur à essence
;
La Globe Union lnc de Milvaukee (Wisconsin) concevra et mettra
au point les batteries au plomb de 12 volts ;
La Triad Services lnc de Madison Heights concevra et fabriquera
la carrosserie et le châssis ;
La Société Daihatsu Motor Co. Ltd., principal fabricant
japonais de batteries destinées aux véhicules électriques
jouera le rôle de conseiller pour ce projet. Cette société
a construit plus de 4000 véhicules électriques et
hybrides depuis 1965.
Réalisation
de deux voitures hybrides à 4 portes, dans lesquelles cinq
adultes pourront prendre place, à moteur à essence
80 ch et moteur électrique 40 ch.
Le moteur électrique sera utilisé en premier pour
les vitesses allant de zéro à 48 km/heure et le
moteur à essence pour les vitesses élevées,
sur autoroute.
Dans le cas où l'on aura besoin d'utiliser à la
fois le moteur électrique et le moteur à essence,
lorsqu'on double par exemple, la charge sera répartie automatiquement
par le micro-ordinateur qui surveillera l'ensemble du véhicule.
Bien que
cette voiture pèse environ 400 kg de plus que son homologue
de type classique, son double système de propulsion demandera
une énergie représentant 5 % de moins de l'énergie
totale.
Les ingénieurs de G.E. estiment que la voiture hybride
expérimentale accélérera de zéro à
80 km/Véhicule-test no 1 livré en 1979 au MAE.
MIDINETTE 1000 électrique
Elle se classe d'emblée à part grâce à
son moteur électrique qui représente à lui
seul une philosophie bien spécifique...
L'opération de recharge dure 12 h (!) et, permet une autonomie
dans les meilleures conditions théoriques de 80 km sur
route. En réalité, beaucoup moins dès qu'il
s'agit de circuler en ville avec démarrages fréquents.
D'un point de vue économique plus global, avec un litre
de pétrole brut, le moteur thermique permet de parcourir
un chemin plus long qu'avec la propulsion électrique.
La Midinette se conduit avec facilité. Une fois le disjoncteur
armé, une pédale unique de frein libère la
voiture dès qu'on lève le pied. Il ne reste plus
alors qu'à faire varier le rhéostat à 5 positions
en fonction de la vitesse désirée, un peu comme
on monte ou descend les vitesses d'une voiture classique. Il existe
une marche arrière.
Le petit volant central commande une direction bien trop dure
et l'on n'a pas jugé utile de doter le siège d'un
dossier. Le système d'ouverture des portières à
glissière est déplorable. Il doit être impérativement
revu.
La tenue de route est proche du dangereux, l'esthétique
est lamentable, la carrosserie relève de la plus belle
bricole qui soit, tout cela est désolant.
De petites dimensions (2 m x 85 cm), la Midinette est vendue en
version complètement carrossée entre 19 800 F et
23 100 F (selon l'autonomie choisie) et il existe un modèle
découvert aussi laid.
L'Auto Journal, 1.8.1979
Société CEDRE, Mérignon 09230 Sainte-Croix
Volvestre.
VESSA Carville
présentée en mars, ex-Pilcar (1977)
Vessa p.a. Société Romande d'Electricité,
Clarens, Suisse.
Voiture de ville en polyester animée par un moteur électrique,
dessinée et construite par Franco Sbarro (Pilcar), à
la demande de Victor Perremond, l'Electricité Neuchateloise
et la société Romande d'Electricité.
Berline 2 portes et pick-up.
Moteur électrique à courant continu 84 volts 8/16
kW, 23 ch DIN.
Batteries Super-Dynac 40 Wh/kg à plaques tubulaires planes,
mises au point par Leclanché.
Roues arrière motrices, boite de vitesse automatique.
Châssis monocoque en polyester.
Suspensions avant et arrière à roues indépendantes
et ressorts hélicoïdaux.
Pneumatiques : 165 SR 13.
Freins à tambours avant et arrière.
Longueur 428 cm, largeur 165,5 cm, hauteur 139 cm, empattement
247 cm, voie avant 143 cm, voie arrière 141 cm.
Poids : 920 kg.
Vitesse maximale 160 km/h.
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