Depuis l’introduction des automobiles, les systèmes de propulsion ont été basés sur les moteurs à combustion interne à allumage commandé (ICE). Ces moteurs fonctionnant à l’essence et au diesel ont été améliorés au fil du temps, mais ils deviendront probablement obsolètes dans les prochaines décennies avec l’apparition de nouvelles technologies électroniques perturbatrices. Ce changement ne se limite pas aux véhicules légers ; l’émergence des camions électriques “Semi” de Tesla donne une vision très claire de l’avenir. Les ICE seront largement remplacés par des systèmes de propulsion de véhicules électriques. Mais quand cela se produira-t-il exactement ?
L’électrification des véhicules est l’une des principales tendances identifiées dans le rapport 2017 de la Center for Automotive Research (CAR) sur les feuilles de route technologiques. Dans les années à venir, on verra sur les routes une large gamme de véhicules à moteur à combustion interne, hybrides et entièrement électriques, car les consommateurs se tournent vers des systèmes de propulsion plus efficaces et respectueux de l’environnement. Les fabricants de pièces automobiles et les assembleurs doivent réagir à ces nouvelles tendances en investissant dans des systèmes de propulsion électriques qui séduisent les masses.
Pour rester compétitifs dans ce futur propulsé par l’électricité, les constructeurs investissent actuellement dans une large gamme de technologies de propulsion. Il doit continuer à y avoir un mélange de moteurs à combustion interne, d’électriques, d’hybrides et d’autres systèmes de propulsion sur le marché, car il n’existe pas de calendrier clair pour une solution exclusivement électrique. Bien que cela mette la pression sur l’industrie automobile, les entreprises qui peuvent répondre à un large éventail de besoins en matière de propulsion seront récompensées.
Quels sont les systèmes de propulsion des véhicules les plus courants ?
Les moteurs à combustion interne (ICE) restent encore les leaders parmi toutes les autres technologies de propulsion, mais on prévoit un changement significatif vers une électrification partielle ou complète au cours des 10 prochaines années. À l’échelle mondiale, on s’attend à ce que cinq classes de systèmes de propulsion émergent et offrent un éventail beaucoup plus diversifié d’options pour les consommateurs.
Source de l’image : CAR Research – Automotive Technology Roadmaps (2017)
Moteurs à Combustion Interne
Les moteurs à combustion interne devraient rester le système de propulsion le plus compétitif en termes de coût jusqu’en 2025. Bien que les premiers adoptants des nouvelles technologies électriques continueront d’augmenter, la disponibilité mondiale des moteurs à combustion interne et des stations-service signifie que la plupart des consommateurs choisiront des moteurs à combustion plus efficaces pour leur prochain achat.
Parmi les technologies actuelles (ou bientôt disponibles) des moteurs à combustion interne, on trouve :
- L’injection directe d’essence : de l’essence fortement pressurisée est injectée directement dans la chambre de combustion de chaque cylindre, ce qui améliore l’efficacité.
- La suralimentation : les moteurs suralimentés disposent d’un dispositif d’induction forcée pour augmenter l’efficacité du moteur et sa puissance en forçant plus d’air dans la chambre de combustion.
- Le cycle d’Atkinson : ce cycle permet une utilisation plus efficace du carburant en retardant la fermeture de la soupape d’admission jusqu’à ce que le piston ait parcouru 20 à 30% de sa course ascendante.
- Le rapport de compression variable : les rapports de compression peuvent être ajustés en fonction de la vitesse de conduite pour améliorer l’efficacité.
- L’allumage par compression à charge homogène : cette technologie utilise un mélange de méthodes d’allumage par étincelle conventionnelle et de compression-diesel. Cela permet une faible émission et une grande efficacité énergétique.
Source de l’image : CAR Research – Automotive Technology Roadmaps (2017)
Comme indiqué précédemment, les trois types de moteurs qui devraient être les plus performants à l’avenir sont l’injection directe d’essence, les moteurs suralimentés et les systèmes d’arrêt/démarrage à 12 volts. Chacun de ces moteurs peut être associé à d’autres technologies pour créer des moteurs incroyablement efficaces qui réduisent la consommation de carburant, améliorent les performances et réduisent le temps de ralenti.
Moteurs de Véhicules Électriques
À mesure que les réglementations sur les émissions se durcissent, que les infrastructures de recharge des batteries se développent et que la compétitivité des coûts par rapport aux moteurs à combustion interne s’améliore, la demande mondiale de véhicules électriques augmentera. Même si les délais pour une adoption généralisée sont encore très lointains, il s’agit d’une tendance inévitable qui ne cessera de modifier la demande du marché.
Parmi les technologies actuelles (ou bientôt disponibles) des véhicules électriques, on trouve :
- Les systèmes d’arrêt/démarrage légers hybrides à 48 volts : lors du ralentissement, les systèmes de freinage régénératif peuvent s’arrêter et recharger la batterie et la redémarrer lorsque le véhicule accélère à nouveau.
- Les hybrides à répartition de puissance : ces hybrides utilisent à la fois un moteur à combustion interne et un moteur électrique pour alimenter le véhicule.
- Les véhicules électriques rechargeables (PEV) : ces véhicules ne sont pas hybrides et doivent être rechargés en se connectant au réseau électrique.
- Les véhicules électriques à batterie (BEV) : ces véhicules sont similaires aux véhicules électriques rechargeables, mais certains d’entre eux disposent d’options de remplacement de la batterie pour une autonomie supplémentaire.
- Les véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) : ces véhicules utilisent des piles à combustible pour produire de l’électricité à partir d’oxygène de l’air et d’hydrogène comprimé pour alimenter le véhicule.
Source de l’image : CAR Research – Automotive Technology Roadmaps (2017)
D’ici 2030, on estime que les trois types de véhicules électriques les plus répandus seront les systèmes d’arrêt/démarrage légers hybrides à 48 volts (~8-10%), les véhicules électriques à batterie (~6-9%) et les hybrides à répartition de puissance (~5-6%). Étant donné que les véhicules électriques à pile à combustible nécessitent du carburant à l’hydrogène, il est prévu que cette technologie aura du mal à atteindre une large acceptation sur le marché.
Comment les systèmes de propulsion des véhicules électriques évolueront-ils ?
À mesure que les réglementations sur les émissions se resserrent et que les consommateurs recherchent des systèmes de mobilité plus efficaces, les véhicules électriques connaîtront une adoption généralisée sur le marché. Mais quand cela se produira-t-il ? Le passage à l’électrification sera lent mais inéluctable. D’ici 2030, plus de 30 % des nouveaux véhicules fonctionneront à l’électricité et cette tendance continuera de croître par la suite.
Source de l’image : CAR Research – Automotive Technology Roadmaps (2017)
En fin de compte, l’adoption des véhicules électriques dépendra de la confiance des consommateurs dans le coût et l’autonomie des batteries. Lorsque les batteries des véhicules électriques ont été introduites pour la première fois, le coût par kWh était d’environ 600 dollars. Environ cinq ans plus tard, la technologie a tellement progressé que le coût a été réduit de moitié, et il continuera de baisser à mesure que de nouvelles générations de batteries lithium-ion seront introduites.
