Voiture à air comprimé : où est ce que ça coince ?

[Bruno P-G]

Bonjour

J'ai lu qu'un nouveau modèle de voiture à air comprimé était sur le point d'être commercialisé. Sur le site du constructeur, il est annoncé des autonomies incroyables (plusieurs centaines de km). En calculant au mieux (càd sans aucune perte thermodynamique, sans accélérations, sans arrêts, à une vitesse constante faible etc...) , j'arrive à un peu plus de 100km.

Voici mes calculs :

Je pars au pif qu'il faut environ 50N pour faire avancer le véhicule à 30 - 40 km/h. (ça me semble faible, mais...)

Imaginons de manière purement théorique que le véhicule soit relié à un piston coulissant de manière illimitée dans un cylindre de surface s et de longueur très importante L (c'est de la pure théorie hein )
Ce cylindre est relié aux bouteilles (200 litres à 300 bars) d'air comprimé.

Je vais détendre l'air dans ce cylindre à une pression de 1 bar.

Pour avoir une force produite sur le piston de 50 N, il faut une surface du piston de 5cm²

Donc voilà, je détends, le piston avance, entrainant le véhicule. Jusqu'où va t il aller ?

Et bien en étant très très optimiste càd en admettant que le gaz détendu ait le temps de se réchauffer, on va avoir le volume du cylindre au final x Pression finale (1bar) = Volume du réservoir x 300 bar (299 pour les puristes)

On arrive à s x L X 1 = 200000 x 300 (200 litres = 200000cm³

soit L = 6.10⁷ /5 = 12000000 cm soit 120 km.

On est très loin de ce qui est annoncé.

J'ai pris soin d'etre on ne peut plus mimaliste. Pas d'accélérations pas de pertes d'énergies (tout ce qui est dans les bouteilles est utilisé) alors ?

Qu'est ce qui manque dans mon raisonnement pour arriver aux chiffres constructeur ?


Merci pour votre aide


Bruno

ps : je prends le cas où le véhicule n'a pas d'apport énergétique. par contre, je m'étonne grandement de la différence d'autonomie avec le moteur auxilliaire : en effet celui ci ne fait que réchauffer de l'air... Y'aurait de la vaporisation acqueuse, je dis pas, mais de là à dilater de l'air pour faire presque doubler l'autonomie ???? ça n'a pas l'air crédible ou alors j'ai pas compris les explications du constructeur.
-----

[Jeanpaul]

Qu'est ce qui manque dans mon raisonnement pour arriver aux chiffres constructeur ?

Il te manque d'apprendre à mentir !

[poly71]

Bonjour,

Avez vous lu la l'article du jour sur futura sur ce sujet ?

[triall]

Ce que je sais c'est qu'il y a des moteurs mixtes, le gaz comprimé est réchauffé par un simple brûleur pour remonter en pression .
Le gros pb reste les pompes à haute pression non ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Bruno P-G]

Merci pour vos posts.

Juste un précision pour poly 71 et triall : j'ai lu ce que j'ai trouvé sur le sujet(et les incohérences qui vont avec du genre 300 bar ou 350 bar). Je souhaite juste que des forumeurs (euses) puissent m'indiquer où je me plante.

Je n'ose bien sûr prendre en considération la remarque de JeanPaul vu l'avancée du projet (Air France , Auto lib) qui laisse supposer que des gens haut-placés (et donc très bien payés) ont du étudier de manière pro ce que les annonces pub du constructeur racontent.

Je suis absolument convaincu que pour sortir du déreglement climatique il nous faut des petites (vraiment petites !) bagnoles pour aller au boulot. Mais ce concept air comprimé et les performances annoncées me semble aller contre toute règle scientifique.

J'aimerais savoir où je me gourre dans mon raisonnement !

Merci de m'aider à trouver où ça coince...

Bruno

[triall]

Bonsoir
Je confirme, les chiffres annoncés, sont surement donnés avec les moteurs bi-énergie, de l'essence, du gaz ...est brûlé pour remettre en pression les bouteilles.Le moteur peut aussi uniquement fonctionner comme cela, en montrant des avantages réels par rapport à un moteur à explosion .
Pour votre calcul, je n'ai pas tout à fait compris ce que vous calculez !
Ce calcul, sauf le respect que je vous dois est certainement très très faux, car pour franchir 120km sur le plat , il faut théoriquement ...0 Joule .
Dites nous ce que vous avez calculé comme distance ?
Cordialement

[triall]

Autant pour moi pour le calcul, j'avais zappé l'estimation de 50 N pour rouler à30-40 km/h , malgré ces cm2 mélangés newtons, bars... je n'ai pas trop l'habitude , essayez peut -être pour être plus lisible ;de partir des unités officielles, pour arriver directement à des mètres , à la fin .
1bar=10N/cm2 ça doit être bon .J'aime bien ce genre de calcul tordu malgré tout !

[f6bes]

Je suis absolument convaincu que pour sortir du déreglement climatique il nous faut des petites (vraiment petites !) bagnoles pour aller au boulot. Mais ce concept air comprimé et les performances annoncées me semble aller contre toute règle scientifique.

Bjr à toi,
Et SI pour sortir de déréglement climatique on COMMENCAIT par MOINS utiliser la voiture , ....MEME à air comprimé :transport en commun, convoiturage.......plus tot que de vouloir à tout prix etre INDEPENDANT et sans ......NECESSITE.
Ca commence peut etre par là !
Les esprits évoluent TRES lentement.

Bonne journée

[Jeanpaul]

Je n'ose bien sûr prendre en considération la remarque de JeanPaul vu l'avancée du projet (Air France , Auto lib) qui laisse supposer que des gens haut-placés (et donc très bien payés) ont du étudier de manière pro ce que les annonces pub du constructeur racontent.

Je suis absolument convaincu que pour sortir du déreglement climatique il nous faut des petites (vraiment petites !) bagnoles pour aller au boulot. Mais ce concept air comprimé et les performances annoncées me semble aller contre toute règle scientifique.

J'aimerais savoir où je me gourre dans mon raisonnement !

Les avions renifleurs des années 1970 ont été défendus par des gens haut-placés et très bien payés. Cela ne garantit rien.
Ton calcul est original et amusant, il est juste aussi. Ce que tu calcules, sans vraiment le dire, c'est l'énergie disponible dans un réservoir d'air comprimé et tu arrives à la conclusion que ça ne colle pas.
En plus, tu es délibérément optimiste (tu le dis) car il faudrait tenir compte des autres exigences : monter des côtes, ne pas tout récupérer dans les descentes, chauffer en hiver.
Les voiturettes d'aéroport n'ont pas besoin d'une grande autonomie, on peut les recharger souvent. Ceci dit, dans un aéroport, il y a déjà tant d'émissions de fumées et de bruit qu'on n'est plus à quelques malheureuses voitures près !

[FC05]

Ceci dit, dans un aéroport, il y a déjà tant d'émissions de fumées et de bruit qu'on n'est plus à quelques malheureuses voitures près !

Oui, mais si on monte bien l'opération de com, on peut faire pousser un très grand arbre qui va cacher toute la forêt.

[triall]

Bonjour.
Il faut que tout le monde comprenne que la voiture à air comprimé, comme la voiture électrique, comme la voiture à moment d'inertie (qui va bien refaire surface un jour) consomme de l'électricité .Si l'on s'y mettait tous dans l'immédiat, il faudrait, à la hâte construire de nouvelles centrales nucléaires, ou forcer chacun, chez soi, sur les toits d'immeuble, les terrains en friche ..., à mettre des cellule photovoltaïques , monter des éoliennes, (des grosses aussi), récupérer la force des marées (il y a "du monde") , résoudre le pb de stockage ..Savez -vous par exemple comment fait EDF pour stocker l'électricité pendant les périodes de moindre consommation : sur certains barrages hydroélectriques, ils font tourner les turbines en sens inverse(grace aux centrales nucléaires) pour remonter l'eau , ce n'est pas stupide , mais pas très rentable, quoique, si vraîment l'énergie n'est pas utilisée..
Tout ça n'est pas impossible, c'est un choix .(bulletin de vote ...) .Le plus simple, c'est le nucléaire...Pas polluant à court terme, mais... les déchets sont assez récalcitrants à être recyclés (syndrome de la patate chaude) ..Attendre la fusion ...
Mais ce moteur à air comprimé a beaucoup d'atouts, il semble mieux fonctionner (moins polluant) qu'un moteur classique dans son mode combustion (on chauffe l'air pour le comprimer) , moins de vidanges , et surtout vidanges plus propres ,vu qu'il chauffe moins, lubrification plus simple...

J'y crois beaucoup à ce moteur , et je suis prêt à parier que s'il était construit en grands exemplaires, il reviendrait moins cher, et trouverait rapidement des améliorations. Il faudrait pouvoir le mettre sur des petites motos, ou vélos. Je verrais bien l'air comprimé dans un cadre creux de vélo en carbone, pour un vtt par exemple , ça aurait un gros succés auprès des vtt de descente pour remonter le vélo en haut de la piste, et pouvoir la dévaler plein pots , ou une petite aide au pédalage sur les vélos de route ....
Cordialy.

[calculair]

Bonjour,

Sachant que l'energie se conserve, il faut savoir qu'en France le parc autoroutier parcourt 500 milliard de km par an

Si nous estimons que la consommation moyenne est de 6l au 100 km, il faut 30 milliard de litres de carburant ( disons 25 milliard de kg de carburant )

Comme 1Kg de carburant represente 12 kWh environ, pour simplifier on dira 10 kWh

Les 25 milliard de kg de carburant sont donc equivalent à 250 milliard de kwh

En supposant q'une centrale produit durant 1000 heures par an, il faut installer environ 250 milillions de kw ou 250 milliard de watts.

Comme une tranche nucleaire represente environ 2 GW, il faut installer 125 tranches nucleaires si on supprime le carburant petrole

Pour ce qui concerne les energies eoliennes ou photivoltaique, j'ai bien peur que les chiffres sont effrayants.

Pour les progrés futurs je me limiterai à 100 tranches nucleaires ....!!!

[Bruno P-G]

Bonjour à tous

Merci de vos contributions.

J'aimerais juste recentrer le sujet. Je ne souhaite pas rentrer dans le domaine écologique, mais seulement des sciences physiques.

Ni coût de moteur, ni quoi que ce soit autour de la production de l'air comprimé (stockage, production). Seulement la possibilité que les chiffres donnés par le constructeur soient réalisables, car personnellement je n'y arrive pas même en étant on ne peut plus optimiste. En clair, où est ce que je me plante !

Pour Jeanpaul, je ne me plante pas. ça me rassure un peu. Merci Mais y a t il d'autres avis ?

Bruno

ps: j'ai pris une force de 50 N pour faire bouger la voiture ce qui est faible. si on prenait 100N (ce qui est faible aussi) l'autonomie ne serait que de 60km. Un tel écart avec ce qui est annoncé montre qu'il y a une faille qque part.

[calculair]

Bonjour,

Si tu revient aux equations de bases tu peux ecrire que

P V = nRT et donc l'energie enmagasinée par un gaz sous pression sera
W = nRT Log (P/P°)

Pour une pression de 400 kg /cm² ( 400 fois la pression atmospherique)

Log 400 = 6
R = 8300
T = 300 °K

Pour un reservoir de 500 l le nombre de mole à la pression atmospherique est
500/22,4=22,3 moles

sous 400 kg cela fera22,3 * 400 = 8900 moles

L'energie stockée sera 8900 * 8300 * 300 * 6 = 1,133 * 10¹¹ W

Avec cela il faut voir ce que cela donne.

[calculair]

Re bonjour

Une voiture moyenne developpe environ 30 kW

soit 30 000 *3600 = 100 000 000 joules /heures

Cela donnerait 1000 heures d'autonomie !!!! Cela me parait beaucoup trop !
ou est l'esrreur potentielle ????

[GillesH38a]

R = 8300

?

c'est pas plutot 8,314?

tu divises par 1000 et tu retrouves l'estimation de Bruno (avec qui je suis d'accord, et qui correspond en gros à ce que j'ai lu par ailleurs).

Meme probleme pour la recharge que le VE, d'ailleurs, cf le fil consacré.

[calculair]

?

c'est pas plutot 8,314?

tu divises par 1000 et tu retrouves l'estimation de Bruno (avec qui je suis d'accord, et qui correspond en gros à ce que j'ai lu par ailleurs).

Meme probleme pour la recharge que le VE, d'ailleurs, cf le fil consacré.

Bonjour Gillesh 38,

Merci pour cette correction , je me sens mieux dans ces ordres de grandeurs,
disons j'ai confondu les mJ /°K avec des J/°K !!!

Bien cordialement

[LPFR]

Bonjour.
L'énergie est simplement PV.
Avec 300 bars et 200 litres cela fait 6 e+6 joules. Et avec une force de 50 N j'obtiens bien la même chose que Bruno_P-G: 120 km.
À condition d'avoir un rendement de 100%. Ce qui est "un peu" difficile à approcher.
En commençant, il ne faut surtout pas de détendeur, il faut un radiateur pour que la décompression soit isotherme en non adiabatique et il faut que le piston supporte les 300 bars. Je suppose que c'est faisable. Il faut des moteurs à double ou triple détente (que l'on faisait pour les machines à vapeur). Mais peut-être qu'il serait plus facile avec une turbine à plusieurs étages et un réducteur ad hoc.

Je pense que le message qui est plus proche de la réalité est le #2 de Jeanpaul.

Il ne faut pas oublier que ce type de développement ne se fait pas avec l'argent de poche des industriels, mais les aides multiples et variées des organismes gouvernementales, régionales, etc.
Et l'argent n'est pas perdu pour tout le monde (sauf pour nous, contribuables).
Au revoir.

[verdifre]

bonjour,

Je pars au pif qu'il faut environ 50N pour faire avancer le véhicule à 30 - 40 km/h. (ça me semble faible, mais...)

50 N à 30 km/h cela fait une puissance inferieure à 500 watts. Cela est envisageable mais corespond à une voiture extremement legere.
En partant sur de telles hypotheses de calcul, une voiture couverte de cellules photovoltaiques serait tout aussi possible (en ne supposant qu'elle ne roule que 10 à 15 % du temps
une batterie de 2kwh donnerait une autonomie confortable ralongée en cas de beau temps.
Une voiture ne consommant que 500 w c'est surement possible. Son application massive réduirait (même avec un moteur à essence) réduirait déja enormement les consommations. ( un facteur 60 par rapport aux consommations actuelles).
il ya un profond décalage entre les moyennes avancées par Calculair

Une voiture moyenne developpe environ 30 kW

et les hypothéses de calcul.
fred

[triall]

Bonjour
Je trouve aussi 120km , il me semble que le calcul suivant est le + simple qu'il soit.
Un réservoir d'air comprimé est un réservoir d'énergie .
Il contient Volume x pression Joules , on a bien des joules , on sait aussi que l'énergie est une force x distance .la force , on la suppose de 50 N. La distance d c'est ce qu'on cherche .
on a donc , en mettant en mètre,(1litre =1/1000m3) et Pascals ;1 bar=Pascals
200/1000 x 300.=50 x d Voilà hop hop !
d=120000 m
Donc, Bruno, vous ne vous plantez pas .Maintenant les chiffres constructeurs...ça dépend des conditions de roulage, sur piste genre vélodrome, on doit faire bien plus , mais en ville ! Je ne sais pas si ces véhicules récupèrent l'énergie au freinage .
Mais j'insiste, le gros avantage, c'est que l'on peut ajouter un brûleur qui consomme de l'essence , gaz, pour redonner de la pression ..

[calculair]

Bonjour.
L'énergie est simplement PV.
Avec 300 bars et 200 litres cela fait 6 e+6 joules. Et avec une force de 50 N j'obtiens bien la même chose que Bruno_P-G: 120 km.
À condition d'avoir un rendement de 100%. Ce qui est "un peu" difficile à approcher.
En commençant, il ne faut surtout pas de détendeur, il faut un radiateur pour que la décompression soit isotherme en non adiabatique et il faut que le piston supporte les 300 bars. Je suppose que c'est faisable. Il faut des moteurs à double ou triple détente (que l'on faisait pour les machines à vapeur). Mais peut-être qu'il serait plus facile avec une turbine à plusieurs étages et un réducteur ad hoc.

Je pense que le message qui est plus proche de la réalité est le #2 de Jeanpaul.

Il ne faut pas oublier que ce type de développement ne se fait pas avec l'argent de poche des industriels, mais les aides multiples et variées des organismes gouvernementales, régionales, etc.
Et l'argent n'est pas perdu pour tout le monde (sauf pour nous, contribuables).
Au revoir.

Bonjour LPFR

PV a bien la dimension d'une energie, mais je n'arrive pas à voir pourquoi PV serait l'energie stockée dans un reservoir de volume V et de pression P

Quand tu degonfles le reservoir, la pression diminue

J'ai raisonné comme cela

PV = nRT

Le travail dW = P* S* dh ou S est la surface donc PS est la force qui travaille et dh le deplacement


comme PV = nRT tu peux ecrire P S h = PV = nRT

dh = -nRT /( SP²) dP

Alors dW = P*S (-nRT) /( SP²) dP

W = nRT Log (P/P°)


alors W = PV * Log P avec P la pression interne / à la pression exterieure.

[jiherve]

Bonjour,

Il faut des moteurs à double ou triple détente (que l'on faisait pour les machines à vapeur).

la pression n'était que d'un peu plus de 10 bars nous sommes loin du compte.
JR

[calculair]

bonjour,

50 N à 30 km/h cela fait une puissance inferieure à 500 watts. Cela est envisageable mais corespond à une voiture extremement legere.
En partant sur de telles hypotheses de calcul, une voiture couverte de cellules photovoltaiques serait tout aussi possible (en ne supposant qu'elle ne roule que 10 à 15 % du temps
une batterie de 2kwh donnerait une autonomie confortable ralongée en cas de beau temps.
Une voiture ne consommant que 500 w c'est surement possible. Son application massive réduirait (même avec un moteur à essence) réduirait déja enormement les consommations. ( un facteur 60 par rapport aux consommations actuelles).
il ya un profond décalage entre les moyennes avancées par Calculair

et les hypothéses de calcul.
fred

Bonjour Verdifre

Voila la justification des 30 kW

Voir la puissance moteur, je pense que c'est raisonnable

[calculair]

Bonjour

J'ai oublié le lien!!!excuse


http://www.carfolio.com/specificatio.../fr/?car=36300

[Wainzee]

À condition d'avoir un rendement de 100%. Ce qui est "un peu" difficile à approcher.

Tout le monde sait que le mouvement perpetuel existe, les 100% j'te les fait tranquille ^^.

Wainzee.

[Wainzee]

Heu désolé de reposter

Bonjour LPFR

PV a bien la dimension d'une energie, mais je n'arrive pas à voir pourquoi PV serait l'energie stockée dans un reservoir de volume V et de pression P

Quand tu degonfles le reservoir, la pression diminue

J'ai raisonné comme cela

PV = nRT

Le travail dW = P* S* dh ou S est la surface donc PS est la force qui travaille et dh le deplacement


comme PV = nRT tu peux ecrire P S h = PV = nRT

dh = -nRT /( SP²) dP

Alors dW = P*S (-nRT) /( SP²) dP

W = nRT Log (P/P°)


alors W = PV * Log P avec P la pression interne / à la pression exterieure.

Tu considére T constant (ce qui n'est pas vrai mais bon)

dW = -P*S*dh

Et donc dh = -nRT / Sp²
Mais T= PV/nR

=> dh = -V/S

du coup W=PV.

Je pense que c'est juste. Voilà +

Wainzee.

[calculair]

bonjour,

Aurions nous 2 resultats contradictoires ???

OK pour PV = W mais ou est donc mon erreur ? ( nous supposons pour l'instant la temperature constante )

[calculair]

Rebonjour

Dans mon raisonnement le travail est produit par la force de pression qui fait varier le volume

dW = - PS nRT /( SP² ) dP^= -nRT /P dP

maintenant si tu dit que T = PV/nR

tu ne peux plus integrer par rapport à P, dW = V dP.....

Je pense que pour ameliorer il faudrait utiliser PV^a = nRT

[triall]

Bonjour LPFR

PV a bien la dimension d'une energie, mais je n'arrive pas à voir pourquoi PV serait l'energie stockée dans un reservoir de volume V et de pression P

.

Pression dans le réservoir x volume du réservoir ne peut être que l'énergie du réservoir ,(et pas du désespoir , désolé trop tentant !) car cette énergie ne dépend d'aucun autre facteur . (pas la température, le réservoir étant fermé , l'augmentation de température se traduit immédiatement par l'augmentation de la pression )..On double le volume à même pression, 2 x plus d'énergie , on double la pression avec le même volume, 2 x plus d'énergie.

Pour notre calcul on écrit P.V=F.d où F est une force exercée sur une distance d .
Cordialy.

[calculair]

Bonjour,



Raisonnons sur un reservoir cylindrique de surface de base 1 cm²

Lorsque tu enfonces le piston de dX le travail sera dW = P*S dX

Si le deplacement de fait a temperature constante tu auras PV = nRT
avec V = S X donc P SX = nRT
dX = - nRT/(SP² )dP

dW = nRT /P dP et alors on a toujours W = nRT Log ( P / P°)