pb des transports :une solution?

[invite0dd4f252]

transport de passagers : une solution ?


en préambule une réflexion sur la voiture à hydrogène

La substitution , à puissance égale , de l’H2 à l’essence dans un véhicule individuel est à l’évidence une solution extrèmement coûteuse ,technologiquement complexe,peu compatible avec la sécurité.
A titre d’exemple pour avoir l’équivalent énergétique à rendement égal , PAC ou pas, de 70 litres d’essence , il faudrait un réservoir contenant 228 m3 d’H2.
Pour occuper un réservoir de 70 litres il faudrait comprimer à 3300 bars environ.
Cette compression consommerait environ 200 kWh d’énergie électrique.
Soit environ 30% de l’énergie primaire de l’H2.
Le réservoir pèserait environ 300 kg.(j’ai pris un réservoir en acier de 70 litres épais de 5 cm)

l’utilisation d’H2 liquide ne me semble pas envisageable pour des raisons de manipulation , de sécurité , de production industrielle complexe et coûteuse , de transport ,etc.


une solution à envisager ?

Mon idée est l’association véhicule très léger individuel(VTLI) et transport collectif lourd.(TCL)

Le véhicule très léger que j’envisage est une automobile d’un poids total de 500 kg y compris les passagers.
Sa vitesse maxi sur plat est de 65 km/h
La pente maxi est de 10%
Il a un Cx de 0.3

La puissance maxi à fournir est de 5 kW (dimensionnée par effort en côte à vitesse réduite et démarrage :50km/h en 10 secondes)
Le moteur est électrique
L’autonomie est de 2 heures
Il peut être muni d’1 récupérateur d’énergie au freinage et dans les descentes.
Il peut-être muni de panneaux solaires (c’est une option)
l’énergie solaire et la récupération d’énergie ne sont pas intégrés au calcul qui suit. mais ils ne peuvent qu’aller dans le bon sens(Par exemple une surface de 2 m2 de panneaux solaires ,lors d’une bonne exposition permettent la récup d’environ 0.6KWh/h.m2 * 2 m2 *rendement (=0.1)10 h= 1.2KWh. soit 12% de l’énergie fournie par une charge de batteries et l’énergie récupérée dans une descente permet la recharge partielle des batteries)

Il est équipé de 20 kg de batteries dernier cri . (là je ne connais pas les performances des batteries les meilleures du marché , si on prend des batteries au Pb à 0.5KWh par batterie il en faudrait 20 , soit 100 kg environ mais je pense qu’on sait faire bp mieux)

Cette autonomie permet largement de faire 50 km en 1 heure en fournissant une puissance moyenne de 3 kW .
Ces 50 km sont la distance maxi qui sépare le domicile à la gare du futur.
Cette gare est équipée de parkings suffisants et on peut envisager un rangement automatisé du véhicule qui peut aussi être pliable.

Le réseau ferré futur suppose un quadrillage d’une largeur de maille d’environ 100 km sur tout le territoire.Il nécessite vraisemblablement d’augmenter la longueur de voie ferrée actuelle.
Les caractéristiques du maillage peuvent toutefois changer suivant les performances du VTLI.
Je ne suis pas spécialiste du transport ferré . Je prends une puissance de 5 MW pour 1000 passagers.Soit 5 KWh/passager .h
Pour tenir compte du taux de remplissage je majore à 8 KWh/passager.h

comparaison situation actuelle et situation future telle que projetée.

Supposons 210 km à faire pour 1 passager.

essence

conso moyenne : 7 l/100km
vitesse moyenne sur 210 km = 70 km/h
durée parcours = 3 heures
énergie consommée = 12 kg de carburant * 12 kWh/kg = 144 kwh


VTLI + TCL

VTLI
on suppose 50 kms faits en 1,5 heure
puissance moyenne = 4 KW
énergie consommée = 6 KWh

TCL
160 kms couverts en 1 heure
8 KWh consommés

énergie totale VTLI + TCL = 14 KWH

les durées du parcours sont équivalentes mais certainement en défaveur du VTLI (ruptures de charges)

nota : les VTLI peuvent être des véhicules loués et sont dispo à l’arrivée.

L’énergie consommée est donc 10 fois plus faible par passager qu’avec la situation actuelle et ne varie guère avec le nb de passagers transportés.

Le VTLI permet de conserver un moyen de transport individuel pour des déplacements urbains et péri-urbains et même dans la campagne moyennant des moyens de recharge des batteries.Ce qui n’exclue pas les moyens collectifs. habituels tels métro,bus (électrique),RER,…
Il ne pollue pas .Il ne faut pas ,cependant, être pressé.
Si le terrain est plat la puissance de 5 KW et les 10 KWh d’énergie permettent d’atteindre, à fond la caisse, 65 km/h ,et de tenir cette vitesse pendant 2 heures.

Cette solution est très probablement criticable .Il faut la prendre comme un exemple de remise en cause (pas très révolutionnaire) de notre moyen de transport favori et un peu de nos habitudes qui permet en outre de réduire fortement la consommation d’énergie .Il n’entraîne pas un retour au Moyen-Age. Bien au contraire il constitue un champ d’innovation dans les technologies telles que :
accumulateurs,récupérateurs d’énergie,photovoltaïque,matér iaux résistants et légers,réduction de l’énergie de frottement des pneumatiques,…
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[invitea4a042cf]

Salut,

Le véhicule très léger que j’envisage est une automobile d’un poids total de 500 kg y compris les passagers.
Sa vitesse maxi sur plat est de 65 km/h
La pente maxi est de 10%
Il a un Cx de 0.3

10%, c'est peu. Moi qui suis dans une vallée (pas montagneuse, pourtant), je ne pourrais aller nulle part
65 km/h, ça va pas être facile à faire accepter
500 kg avec passagers, ça veut dire que tu peux charger combien ? Autrement dit, une famille avec trois enfants et quelques bagages doit faire combien d'allers-retours vers la gare ?

Le réseau ferré futur suppose un quadrillage d’une largeur de maille d’environ 100 km sur tout le territoire.Il nécessite vraisemblablement d’augmenter la longueur de voie ferrée actuelle.

Oui, mais créer une infrastructure ferroviaire, ça prend 30 ans entre les premières études et la mise en service, et que ça coûte des milliards. Donc tu imagines le temps et le coût de ton maillage.

Le VTLI permet de conserver un moyen de transport individuel pour des déplacements urbains et péri-urbains et même dans la campagne moyennant des moyens de recharge des batteries.Ce qui n’exclue pas les moyens collectifs. habituels tels métro,bus (électrique),RER,…
Il ne pollue pas .Il ne faut pas ,cependant, être pressé.
Si le terrain est plat la puissance de 5 KW et les 10 KWh d’énergie permettent d’atteindre, à fond la caisse, 65 km/h ,et de tenir cette vitesse pendant 2 heures.

Cette solution est très probablement criticable .Il faut la prendre comme un exemple de remise en cause (pas très révolutionnaire) de notre moyen de transport favori et un peu de nos habitudes qui permet en outre de réduire fortement la consommation d’énergie .Il n’entraîne pas un retour au Moyen-Age. Bien au contraire il constitue un champ d’innovation dans les technologies telles que :
accumulateurs,récupérateurs d’énergie,photovoltaïque,matér iaux résistants et légers,réduction de l’énergie de frottement des pneumatiques,…

L'idée est intéressante ... à envisager sur le long terme, vu les implications en terme d'infrastructures. Et à plus long terme encore pour que les mentalités évoluent suffisamment pour pouvoir l'accepter

[invite890ff058]

La substitution , à puissance égale , de l’H2 à l’essence dans un véhicule individuel est à l’évidence une solution extrèmement coûteuse ,technologiquement complexe,peu compatible avec la sécurité.
A titre d’exemple pour avoir l’équivalent énergétique à rendement égal , PAC ou pas, de 70 litres d’essence , il faudrait un réservoir contenant 228 m3 d’H2.
Pour occuper un réservoir de 70 litres il faudrait comprimer à 3300 bars environ.
Cette compression consommerait environ 200 kWh d’énergie électrique.
Soit environ 30% de l’énergie primaire de l’H2.
Le réservoir pèserait environ 300 kg.(j’ai pris un réservoir en acier de 70 litres épais de 5 cm)

Salut, tu a fait des erreurs dans tes calculs et interprétations :
70 litres d’essence <-> 52,5 kg <-> 2 242 MJ
2 242 MJ <-> 7 844 mol d'H2 (16kg) <--> 188 m³ et non 228 m³ comme tu le disais.
Il faudrai donc le comprimer a 2731 bars. Or a cette pression je ne sais pas si l'hydrogène est encore gazeux.

Cette solution est très probablement criticable .Il faut la prendre comme un exemple de remise en cause (pas très révolutionnaire) de notre moyen de transport favori et un peu de nos habitudes qui permet en outre de réduire fortement la consommation d’énergie .Il n’entraîne pas un retour au Moyen-Age. Bien au contraire il constitue un champ d’innovation dans les technologies telles que :
accumulateurs,récupérateurs d’énergie,photovoltaïque,matér iaux résistants et légers,réduction de l’énergie de frottement des pneumatiques,…

Cette solution serai difficile a faire accepter. A l'heure ou les grosses berlines voir les 4x4 ... je voi pas les gens utiliser une "voiturette" sans confort. Ta solution est surtout une solution pour les voyages ou les long trajets mais pour les trajets de tous les jours ...

[invited494020f]

L'idée est intéressante ... à envisager sur le long terme, vu les implications en terme d'infrastructures. Et à plus long terme encore pour que les mentalités évoluent suffisamment pour pouvoir l'accepter

Pas seulement les mentalités,mais aussi les goûts! As-tu pensé à la gueule qu'il va avoir, ton véhicule?
Amicalement paulb.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0dd4f252]

Salut, tu a fait des erreurs dans tes calculs et interprétations :
70 litres d’essence <-> 52,5 kg <-> 2 242 MJ
2 242 MJ <-> 7 844 mol d'H2 (16kg) <--> 188 m³ et non 228 m³ comme tu le disais.
Il faudrai donc le comprimer a 2731 bars. Or a cette pression je ne sais pas si l'hydrogène est encore gazeux.



Cette solution serai difficile a faire accepter. A l'heure ou les grosses berlines voir les 4x4 ... je voi pas les gens utiliser une "voiturette" sans confort. Ta solution est surtout une solution pour les voyages ou les long trajets mais pour les trajets de tous les jours ...

Oui les calculs que j'ai fait étaient relativement pifométrés j'ai pris 12 kWhpcs/kg d'essence et 32.59 kwhpcs/kg d'H2.
Ceci dit l'ordre de grandeur reste à peu près correct.
L'hydrogène a une température critique de -240 °C.
Au-dessus de cette valeur on ne peut le liquéfier quelle que soit la pression.
Je reconnais que se traîner à 65 km/h maxi c'est pas terrible.
Bon on pourra peut-être pousser un peu la puissance à 10 KW.
il y a encore une sacrée marge.
Pour Cécile je ne sais pas pourquoi j'ai mis 10% maxi .
Le VTLI pourra monter des pentes plus fortes mais la vitesse sera réduite.(il suffit de mettre le rapport qu'il faut)
Tu sais en montagne un cyclotouriste moyen , dont j'ai l'honneur de faire partie, développe une puissance de 200 W pour tirer 80 kg(dont le vélo) à 12 km/h.
Si tu es toute seule dans ton futur VTLI non polluant , à 10 kW tu devrais laisser Lance sur place.(ce dernier délivre 450 watts dans l'Alpe d'Huez)
De plus en descendant tu récupéreras une bonne partie de l'énergie,ce qui est tout de même plus "jouissif" si tu me passes l'expression que d'utiliser le frein moteur et faire du Joule sur les jantes

De toute façon j'ai présenté un cas extrème .
On peut ajouter un peu de puissance et arriver par exemple à une puissance de l'ordre de 10 kW à 15 KW. Cela suffit largement;
En tous cas si on n'a plus rien d'autre en attendant la source d'énergie costaud et compacte qui viendra certainement un jour.

à plus et merci pour vos commentaires.

[invite890ff058]

Oui les calculs que j'ai fait étaient relativement pifométrés j'ai pris 12 kWhpcs/kg d'essence et 32.59 kwhpcs/kg d'H2.
Ceci dit l'ordre de grandeur reste à peu près correct.
L'hydrogène a une température critique de -240 °C.
Au-dessus de cette valeur on ne peut le liquéfier quelle que soit la pression.

Merci pour ces précisions.
Que signifie pour toi kWhpcs/kg ? des kilo-whats-heure et pcs ??
Comme donnée j'ai pris : essence masse volumique = 0,75 kg/dm3 et energie de combustion : 42 700 kJ/kg et pour l'hydrogene 286 kJ/mol

[invite0dd4f252]

Non pour moi kwhpcs est en un seul mot.
enfin ce serait mieux d'écrire kwh pcs , c'est à dire pouvoir calorifique supérieur ou énergie maximale qu'on peut tirer de la combustion d'1 kg d'essence (y compris la condensation de l'eau produite par la réaction)
Je suis pas trop sûr du kwh pcs pour l'essence.
Je suis plus sûr pour l'H2.(enfin je vais revérifier)
Je vais regarder tes valeurs.

Dis-donc paulb qu'est-ce quelle a ma gueule, elle ne te reviens pas?
Plus sérieusement(ou presque) il y a suffisamment de "designers" expérimentés pour lui donner une gueule d'enfer.

non moins amicalement

[invite890ff058]

Non pour moi kwhpcs est en un seul mot.
enfin ce serait mieux d'écrire kwh pcs , c'est à dire pouvoir calorifique supérieur ou énergie maximale qu'on peut tirer de la combustion d'1 kg d'essence (y compris la condensation de l'eau produite par la réaction)
Je suis pas trop sûr du kwh pcs pour l'essence.
Je suis plus sûr pour l'H2.(enfin je vais revérifier)
Je vais regarder tes valeurs.

Ca ne serai pas plutot le PCS en kWh plutot que kwh pcs ?
Pour l'H2 cela viens du Handbook et pour l'essence de google (les valeurs étaient donner dans un exo)

Plus sérieusement(ou presque) il y a suffisamment de "designers" expérimentés pour lui donner une gueule d'enfer.

Pour le poids de 500kg maxi, la securité ne sera pas au rendez-vous, et avoir un "minimum" de sécurité et un look futuriste me semble impossible.

[invite0dd4f252]

oui tu as raison.Bon je suis dans l'industrie lourde où on parle kwh pcs . C'est une déformation de langage pour dire que les kwh qu'on utilise sont des pcs et pas des pci.
Pour la gueule d'enfer , t'es sûr?
Tu sais je fais du vélo.
Ce dernier pèse 10 kg (il est pas complètement en fibres de carbone) mais quand je descend à 80 km/h un col , je suis à peu près tranquille avec mes freins , Shimano , qui pèsent , allez 200 g à tout casser.Enfin tu as raison aussi c'est un point à regarder.

à plus

[invite890ff058]

Dans les voitures il y a des arceaux (si on peux appeler ca comme ca), qui renforme l'habitacle. L'avant de la voiture est aussi prevu pour se plier pour absorber le choc et le capot est "mou" pour eviter de faire mal aux piétons que l'on pourrai renverser. On ne peux pas donner n'importe quel forme a une voiture.

[invite492f9488]

Slt

Je me permets d'apporter mon avis:

Belles idées que je serai pret à défendre, mais totalement utopique, en espérant sur ce 2ème point que l'histoire me donnera tort de gré ou par obligation (cf impact envirronemental et pénurie de pétrole)

[invitea684ecee]

50 km et 1h pour aller à la gare du futur ? Autant rouler dans une voiture confortable, parce qu'1h dans une boite à savon, c'est assez ringard...

[invitea4a042cf]

Disons que cette solution ne serait possible qu'avec un baril à 500 euros ou des interdictions des voitures actuelles.

[invitef023559c]

Je me demande si la voiture à air comprimé n'est pas la solution la plus facile à mettre en oeuvre pour le transport individuel urbain. Mais je crois que le rendement du processus de compression de l'air est très mauvais (10%)!

[invitef023559c]

http://www.moteurnature.com/actu/2003/voiture_a_air.php
Ce n'est vraiment pas une bonne idée! Salut!

[Quisit]

l'idée n'est pas mauvaise, c'est bien celle de la course au rendement des véhicules.
pour aider aux calculs, un petit tableau googleïsé des densités energétique des batteries "dans le vent" :

plomb :35 Wh/kg
Ni/Cad (old school) : 40 à 50 Wh/kg
Ni/Mh : 60 à 110 Wh/kg
Li-Ion : 120 Wh/kg (on est presque à trois fois le Nicad !)
Ag-Poly : 240 Wh/kg (pas encore commercialisé)
Europositron (aluminium) dans les 3000 Wh/kg (!!! ??) "serait" en cours d'industrialisation

Disons qu'avec du Li-Ion ton engin est déjà possible, les voitures solaires qui traversent l'australie tous les ans à toute blinde le prouvent. ton principe demande bien moins de techno encore. Par contre ce serait des engins extrêmement dépouillé pour un prix assez elevé, hors il n'et pas impossible que du fait des legislations sur les crash-test, il ne faille serieusement alourdir l'engin en protections diverses, d'ou surcout en chaine...

[invite0dd4f252]

merci pour l'info sur les batteries.
J'en profite pour parler un peu du vélo assisté.
Cela paraît ridicule mais un cycliste pas trop mauvais se déplace sur le plat à 30 km/h sans vent en dépensant une puissance mécanique de l'ordre de 100 W.
Une puissance supplémentaire avec une batterie pas trop lourde pourrait lui fournir une puissance additionnelle de 100 W sans pb.
La transmission serait ultra-simple (style solex) et l'ensemble cycliste + moteur se propulserait à 42 km/h.
Dans ces conditions qui ne serait pas preneur ?
moi c'est sûr,j'achète.

à plus

[invite872dd316]

à propos de velo, aprilia avait un prototype à pile à combustible, mais l'idee semble oubliee.
http://cyclurba.free.fr/vae-liste.php
Joli engin:
http://cyclurba.free.fr/images/aprilia-pile01_L.jpg

[Quisit]

Le vélo assisté ça existe, 'en ai même vu a Carrouf y'a plus d'un an !
mais je crois que ça traine une image d'engin pour mamie.