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Des déchets plastiques dans votre réservoir de voiture ?

Mon, 08 Jan 2024 00:00:00 +0000

Photo : Cette voiture roule au plastique. Crédit photo : Gijs Schalkx.

Du gaz de bois aux déchets plastiques

L’Europe continentale a vu ses combustibles fossiles rationnés lors de la Seconde Guerre mondiale, entraînant la conversion de nombreux véhicules motorisés pour qu’ils puissent fonctionner à l’aide d’une énergie à base de bois. ¹ Les véhicules à gazogène étaient une alternative à leurs cousins à essence, certes peu élégants mais aussi populaires que les véhicules électriques d’aujourd’hui. Rien qu’en Allemagne, à la fin de la guerre, on comptait environ 500 000 voitures, bus et poids lourds à gazogène. Une alternative encore plus encombrante est également apparue : le véhicule à sac de gaz. ²

De nos jours, la quantité de bois disponible est bien inférieure à ce qu’elle était dans les années 40, surtout dans les zones industrialisées. Quelle serait donc la solution aux perturbations d’approvisionnement en essence et en électricité à l’aube de la Troisième Guerre mondiale ? Le concepteur néerlandais Gijs Schalkx a trouvé une autre source de carburant qui, elle, est abondante : les déchets plastiques.

La production de plastique démarre dans les années 50, juste après la Seconde Guerre mondiale. Le plastique est depuis devenu un matériau de plus en plus populaire, atteignant une production annuelle mondiale de 460 millions de tonnes en 2019 (deux fois plus qu’en 2000 et huit fois plus qu’en 1976). ³ ⁴

Photo : Le carburant est produit sur le toit de la voiture. Crédit photo : Gijs Schalkx

Le plastique est issu des combustibles fossiles, et il est possible d’inverser cette transformation. Gijs Schalkx a converti une Volvo 240 abandonnée de sorte qu’elle soit alimentée par du gazole créé à partir des déchets plastiques qu’il collecte. Sa « dé-raffinerie » installée sur la galerie de toit du véhicule les transforme en carburant. La Volvo n’est alors plus dépendante des pompes à essence.

Les déchets plastiques sont chauffés dans une chaudière à environ 700 °C, température à laquelle ils s’évaporent. En refroidissant, le gaz passe à l’état liquide. Au bout d’une heure, on obtient un carburant semblable à du gazole. Gijs le récupère dans des bouteilles en plastique, elles-mêmes la matière première du liquide qu’elles contiennent. Le carburant a la couleur du Coca-Cola, produit phare de l’un des plus gros producteurs de déchets plastiques.

Quelle autonomie avec des déchets plastiques ?

La production de carburant peut s’effectuer en même temps que la conduite, mais Gijs a préféré ne pas le faire pour des raisons de sécurité. À 80 km/h, sa Volvo 240 peut rouler 7 kilomètres avec un kilogramme de plastique (soit une consommation de 14 kg de plastique pour 100 km). Cela inclut le carburant utilisé pour chauffer les déchets plastiques sur le toit (1 kg de plastique donne 0,5 litre de gazole).

Pour obtenir un litre de carburant, il faut plusieurs sacs-poubelle remplis, les déchets plastiques étant généralement volumineux. Schalkx prévoit d’utiliser une petite déchiqueteuse pour diminuer ce volume, mais il s’alimente pour le moment en granules de plastique (polytéréphtalate d’éthylène et polyéthylène à haute densité) qu’un voisin lui a fournis.

Photo : Gijs Schalkx ajoute des déchets plastiques à sa dé-raffinerie. Crédit photo : Gijs Schalkx.

Quelle distance pourrions-nous parcourir si nous transformions tous nos déchets plastiques en carburant ? Les Pays-Bas ont produit environ 1 650 kilotonnes de déchets plastiques en 2017 (1 650 000 000 kg), suffisamment pour conduire sur une distance de 11,55 milliards de kilomètres (11 550 000 000 km). ⁵ Cela correspond à environ un dixième des kilomètres parcourus par toutes les voitures des Pays-Bas en 2021 (114,3 milliards de kilomètres). ⁶

La quantité actuelle de déchets plastiques par habitant des Pays-Bas (97 kg par an) permettrait de parcourir jusqu’à 679 km.

À plus petite échelle, un véhicule moyen aux Pays-Bas parcourt 12 000 km à l’année. Il faudrait donc que chaque conducteur et ses passagers récoltent 1 714 kg de plastique par an pour l’alimenter. D’autre part, la quantité actuelle de déchets plastiques par habitant des Pays-Bas (97 kg) permettrait de parcourir jusqu’à 679 km, ce qui pourrait être suffisant pour ceux qui optimisent leurs déplacements pour moins conduire. La quantité de déchets plastiques produite se multipliant plus vite que le nombre de voitures, la distance parcourue pourrait augmenter un peu plus chaque année. ⁷

Rouler à l’aide de déchets plastiques : une initiative durable ?

Conduire une voiture alimentée en déchets plastiques présente des avantages en termes de résilience. Par exemple, les équipes médicales en ambulances pourraient intervenir en zone de guerre où l’accès au carburant n’est pas garanti. Mais qu’en est-il en période de paix ? Après tout, les déchets plastiques sont l’un des grands problèmes modernes et la voiture de Gijs Schalkx nous en débarrasse.

Avec moins de 10 % du plastique mondial recyclé, se pourrait-il qu’encourager les gens à convertir leur voiture et utiliser du gazole d’origine plastique soit la prochaine étape ? Ce serait certainement une alternative plus abordable aux véhicules électriques, mais qu’en est-il des émissions de CO₂ ?

D’un côté, les émissions de CO₂ inhérentes à la Volvo 240 sont quasi nulles : Gijs a trouvé la plupart des pièces, dont la voiture elle-même, dans une décharge et en a acheté d’autres d’occasion. ⁸ En revanche, les nouvelles voitures, en particulier les électriques, ont une empreinte carbone considérable avant même d’avoir fait un seul kilomètre. Cela implique également de nombreuses infrastructures pour produire et distribuer carburant et électricité, ajoutant toujours plus d’émissions de CO₂. De son côté, la Volvo a sa propre infrastructure sur son toit, construite à partir de pièces de récupération.

Photo : Gijs Schalkx au volant de sa voiture. La conception est un clin d’œil aux voitures à gazogène construites par d’autres Néerlandais, Dutch John et Joost Conijn. Crédit photo : Frank Hanswijk.

Photo : L’intérieur de la voiture. Crédit photo : Frank Hanswijk.

D’un autre côté, les émissions de CO₂ de la production de carburant et sa combustion ne sont pas à vanter. Tout d’abord, la combustion du plastique sur le toit de la voiture : pour produire 1 L de gazole, il faut brûler 1 kg de plastique, entraînant ainsi des émissions de CO₂comprises entre 2 à 2,7 kg. ⁹ De plus, la combustion du gazole pendant la conduite émet 2,7 kg de CO₂ par litre. ¹⁰ En combinant ces deux sources, cela représente des émissions de CO₂ comprises entre 4,7 à 5,4 kg par litre. Par conséquent, avec une économie de carburant de 7,14 L par 100 km, la Volvo émet entre 33,6 et 38,6 kg de gaz à effet de serre pour 100 km.

En comparaison, en Europe, une voiture ordinaire alimentée avec des combustibles fossiles émet 25,8 kg/100 km, incluant la production de pétrole brut, son raffinage et la fabrication du véhicule. ¹¹ À l’inverse, une petite voiture électrique comme la Nissan Leaf émet 10,9 kg/100 kg de CO₂ en Europe, en tenant compte des émissions liées à la production d’électricité. Ainsi, la Volvo émet 2,5 fois plus de CO₂ que la moyenne des voitures à combustion en Europe, et 7 fois plus qu’une petite voiture électrique.

En théorie, il serait possible de convertir une voiture récente en un véhicule alimenté par des déchets plastiques, ce qui réduirait considérablement les émissions de CO₂.

Cet écart serait moindre si les émissions liées à la construction des infrastructures pétrolières et électriques étaient prises en compte dans les données relatives aux autres véhicules. Toutefois, il est peu probable que ce facteur soit déterminant. Ces émissions de CO₂ s’expliquent par plusieurs autres raisons : Premièrement, produire du carburant à l’aide d’un système de combustion de plastique sur le toit émet quatre fois plus de CO₂ qu’en produire à partir de pétrole brut en raffinerie. ¹² Deuxièmement, la Volvo a été introduite en 1980, une époque où les voitures consommaient moins de carburant.

Gijs Schalkx a exprimé l’idée suivante : « En théorie, il serait possible de convertir une voiture récente en un véhicule alimenté par des déchets plastiques, ce qui réduirait considérablement les émissions de CO₂. De même, la dé-raffinerie, pionnière dans son domaine, pourrait être améliorée grâce à l’expertise d’ingénieurs qualifiés. Bien que les raffineries de pétrole existent depuis plus d’un siècle, les voitures récentes sont équipées de systèmes de contrôle électronique qui empêchent l’utilisation de carburants alternatifs. »

Externalisation de la pollution

Au-delà des émissions de CO₂, la combustion du plastique pour produire du carburant pollue fortement l’air en raison des produits chimiques présents dans le matériau de base. C’est pourquoi aucune personne saine d’esprit ne proposerait de passer à des voitures alimentées par des déchets plastiques. Cependant, il est instructif d’analyser les raisons qui conduisent à cette conclusion largement partagée.

La plupart des déchets plastiques brûlés et transformés avec la Volvo 240 auraientt de toute manière été incinérés, non pas sur le toit d’une voiture, mais dans des incinérateurs. C’est le sort réservé à 44 % des déchets plastiques en Europe. ¹³ Ceux-ci sont incinérés pour produire de l’électricité, utilisée ensuite pour alimenter les voitures électriques. En quoi cette méthode est-elle plus écologique que la combustion directe de plastique sur le toit de sa voiture ?

Photo : Combustion du plastique. Crédit photo : Gijs Schalkx.

Dans les deux cas, les émissions de CO₂sont les mêmes. Cependant, il est plus facile d’installer un épurateur de gaz sur des milliers d’incinérateurs que sur des millions de voitures. En effet, brûler des déchets plastiques dans des incinérateurs pour alimenter des voitures électriques est un moyen d’externaliser les effets secondaires associés à la conduite.

Un incinérateur peut être implanté (et l’est généralement) dans des quartiers défavorisés, et engendre une forte prévalence de cancers et d’autres problèmes de santé, malgré les efforts pour lutter contre la pollution. Parallèlement, il génère de l’électricité utilisée pour alimenter les voitures électriques qui circulent dans les zones à faibles émissions des quartiers plus aisés.

Internalisation de la pollution

A contrario, la Volvo de Schalkx internalise tous les effets secondaires associés à la conduite automobile. Elle n’est a priori pas conçue pour être agréable à conduire, et sa propreté laisse à désirer : l’odeur malsaine du plastique s’infiltre à l’intérieur, contraignant Gijs à maintenir constamment les fenêtres ouvertes, peu importe le temps.

De plus, récupérer du plastique et produire du carburant lui demandent beaucoup de temps.Tous ces inconvénients l’obligent à réfléchir sérieusement avant de prendre le volant. Il est improbable que Schalkx parcoure 12 000 km par an, et par conséquent, il polluera moins que les propriétaires de véhicules plus durables qui ne font pas face à ces inconvénients.

Curieusement, même les autorités néerlandaises, réputées pour leur rigueur, ont officiellement approuvé le véhicule après inspection. Schalkx est exonéré de taxes, et grâce à son ancienne voiture, il peut circuler dans les zones à faibles émissions, où il stationne à côté des tous derniers modèles de SUV électriques. L’équité se maintient même dans un monde où de telles situations sont exceptionnelles.

Photo : Bouteilles en plastique contenant du carburant. Crédit photo : Kris De Decker.

Photo : Partie de la dé-raffinerie sur le toit qui présente le ventilateur du brûleur à combustibles. Ce ventilateur a été récupéré à partir d'un ancien système de chauffage de la Volvo. Crédit photo : Gijs Schalkx

Photo : Partie de la dé-raffinerie sur le toit qui représente le brûleur à combustible de type Ursutz chauffant la raffinerie. Crédit photo : Gijs Schalkx

Photo : Gijs Schalkx a réparé sa voiture avec de la ferraille. Crédit photo : Gijs Schalkx

Photo : Gijs Schalkx a n’a gardé que l’essentiel dans sa voiture. Crédit photo : Kris De Decker.

Les véhicules à gazogène : du bois dans le réservoir, Kris De Decker, Low-tech Magazine, 2010. https://qelnixcor.cloud/2010/01/wood-gas-vehicles-firewood-in-the-fuel-tank/ ↩︎
Véhicules à sac de gaz, Kris De Decker, Low-tech Magazine, 2011. https://qelnixcor.cloud/2011/11/gas-bag-vehicles/ ↩︎
https://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/ ↩︎ ↩︎
https://www.oecd.org/environment/plastic-pollution-is-growing-relentlessly-as-waste-management-and-recycling-fall-short.htm ↩︎
https://ce.nl/publicaties/plasticgebruik-en-verwerking-van-plastic-afval-in-nederland/ ↩︎
https://www.cbs.nl/nl-nl/visualisaties/verkeer-en-vervoer/verkeer/verkeersprestaties-personenautos#:~:text=Van%20de%20114%2C3%20miljard,overige%20kilometers%20werden%20zakelijk%20gereden. ↩︎
Actuellement, 14 % du pétrole mondial sert à la fabrication des plastiques, comparé à seulement 4 % en 2012. On estime que d’ici 2050, cette part devrait atteindre 20 %. Sources : https://e360.yale.edu/features/the-plastics-pipeline-a-surge-of-new-production-is-on-the-way & https://www.reuters.com/business/environment/big-oils-plastic-boom-threatens-uns-historic-pollution-pact-2022-03-04/ & https://oilprice.com/Energy/Energy-General/How-Much-Crude-Oil-Does-Plastic-Production-Really-Consume.html Voir aussi ³ ↩︎
Les pièces neuves de la voiture comprennent les tuyaux de carburant, les tuyaux de liquide de refroidissement, la peinture, les pneus, les conduites de frein et les plaquettes de frein. La plupart de ces pièces étaient nécessaires pour passer le contrôle technique du véhicule. ↩︎
Rubio-Domingo, Gabriela, et al. « Making Plastics Emissions Transparent. » COMET. Dernière modification en février 2022. https://ccsi. columbia. edu/sites/default/files/content/COMET-making-plastics-emissions-transparent. Pdf (2022). https://ccsi.columbia.edu/sites/default/files/content/COMET-making-plastics-emissions-transparent.pdf. ↩︎
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2307/1/012025/pdf ↩︎
https://www.carbonbrief.org/factcheck-how-electric-vehicles-help-to-tackle-climate-change/ ↩︎
https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/handle/JRC85326 ↩︎
https://www.oecd.org/environment/plastic-pollution-is-growing-relentlessly-as-waste-management-and-recycling-fall-short.htm#:~:text=Another%2019%25%20is%20incinerated%2C%2050,environments%2C%20especially%20in%20poorer%20countries. ↩︎

Le site web imprimé : deux nouveaux volumes

Tue, 21 Nov 2023 00:00:00 +0000

Image: Le site web imprimé.

Ces dernières années, Low-tech Magazine a fait le saut du web au papier. Quatre volumes imprimés sont disponibles en anglais. En avril 2022 nous avons publié un premier volume en traduction française. Nous lançons maintenant les deux autres volumes. L’ensemble de la série (à l’exception du livre Commentaires, qui ne sera pas traduit) est désormais disponible en français :

Volume I : Low-tech Magazine 2007-2012. Nouveau !
Volume II : Low-tech Magazine 2012-2018. Nouveau !
Volume III : Low-tech Magazine 2018-2021.

Toutes les traductions ont été révisées et harmonisées, un changement qui n’est pas encore reflété sur le site web. Les livres contiennent également des images supplémentaires par rapport au site web. Le tome I rassemble 28 articles publiés entre 2007 et 2012, soigneusement sélectionnés pour leur pertinence et leur interêt continus aujourd’hui. L’ouvrage compte 590 pages et contient 257 images en noir et blanc. Le tome II rassemble 27 articles publiés entre 2012 et 2018. Il compte 600 pages et contient 212 images en noir et blanc.

Un grand merci aux traducteurs qui ont permis la réalisation de ces livres. Un grand merci également à Audrey Belliot, qui a préparé le contenu de ces éditions et qui a harmonisé le style des traductions, a Kathy Vanhout, qui a coordoné les traductions, et Laia Comellas, en charge de la composition.

Image: Le site web imprimé.

Table des matières Tome I (2007 - 2012)

Le tome I rassemble 28 articles publiés entre 2007 et 2012, soigneusement sélectionnés pour leur pertinence et leur interêt continus aujourd’hui. L’ouvrage compte 590 pages et contient 257 images en noir et blanc. Il est disponible dans notre librairie Lulu.

Comment réduire la taille d’un réseau de transport : la brouette chinoise
Les combustibles fossiles pendant la période pré-industrielle
Centrales solaires thermiques : un avenir prometteur
La brève histoire des premières machines à pédales
Les vélos générateurs d’électricité ne sont pas durables
L’avenir négligé de la bicyclette stationnaire
Isolation : d’abord le corps puis la maison
Les systèmes de transport par câble : un moyen de transport automatique à moindre coût
Outils et machines de forage manuels
Les moulins-bateaux : des usines flottantes actionnées par l’eau
Le recyclage de déjections animales et humaines : la clé de l’agriculture durable
Le statu quo de la voiture électrique : meilleures batteries, même autonomie
Vers l’infini et au-delà : les grues et les engins de levage manuels
Les véhicules à gazogène : du bois dans le réservoir
Véhicules à sac de gaz
Les trolley-bateaux
Le four Hoffmann , anneau de feu
Des usines alimentées par énergie éolienne : histoire (et futur) des mouline à vent industriels
Funiculaires hydrauliques
On se (re)met au courant : les trolleybus et trolley-camions
Trains routiers électriques
L’empreinte colossale des technologies numériques
Des briques pour remplacer l’acier : l’art des voûtes catalanes
L’Ictíneo : le sous-marin à vapeur
La Citroën 2CV : une cleantech des années 1940
La vie sans avion : de Londres à New York en 3 jours et 12 heures
La navigation par satellite au XVIII siècle
Les e-mails au XVIIIe siècle : le télégraphe optique

Table des matières Tome II (2012 - 2018)

Le tome II rassemble 27 articles publiés entre 2012 et 2018. L’ouvrage compte 600 pages et contient 212 images en noir et blanc. Il est disponible dans notre librairie Lulu.

Comment créer un site web low-tech
Nous n’y arriverons pas seuls
Abandonnez les batteries : stockage d’énergie par air comprimé hors-réseau
Histoire et avenir de l’économie de l’air comprimé
De quelle quantité d’énergie avons-nous besoin ?
Aveuglés par l’efficacité énergétique
Comment (re)fonder l’économie sur la météo ?
Le monde moderne pourrait-il fonctionner à la seule énergie humaine ?
Les hypocaustes : le chauffage du Moyen Âge
La malédiction du bureau moderne
Pourquoi la révolution des machines á écrire est-elle nécessaire dans les bureaux ?
Comment sortir votre appartement du réseau électrique ?
L’électricité “douce” : le retour du courant continu ?
Les réseaux de force motrice hydraulique
Les murs à fruits : l’agriculture urbaine au XVIIe siècle
Réinventer la serre
Pourquoi nous devons limiter la vitesse d’Internet
Comment créer un Internet low-tech
Avoir chaud à l’ancienne : chauffer les personnes et non les espaces
La revanche du ventilateur
Un feu bien entretenu surpasse la cuisinière moderne
Si nous isolons nos maisons, pourquoi pas nos casseroles ?
La grande vitesse est en train de tuer le réseau ferroviaire europén
De l’énergie à partir du robinet : les moteurs à eau
Retour aux fondamentaux : l’énergie hydraulique directe
Les vélomobiles électriques : aussi rapides et confortables que les automobiles, mais 80 fois plus efficients
L’enveloppe solaire : comment chauffer et refraîchir les villes sans énergie fossile

Table des matières Tome III (2018 - 2021)

Le tome III rassemble 18 articles publiés entre 2018 et 2021. L’ouvrage compte 400 pages et contient 184 images en noir et blanc. Il est disponible dans notre librairie Lulu.

Les matelas-fascines : la vannerie se déchaîne
Comment fabriquer un panneau solaire low-tech
Comment concevoir un voilier pour le 21e siècle?
Les étangs urbains à poissons : un traitement des eaux usées à faible technicité pour les villes
Les soins de santé high-tech sont-ils écologiquement durables ?
Les fermes verticales occupent autant d’espace que les autres
Comment et pourquoi j’ai arrêté d’acheter de nouveaux ordinateurs portables
Comment rendre l’énergie de la biomasse à nouveau durable
Poêles thermoélectriques : la fin des panneaux solaires ?
Faire pousser des plantes subtropicales malgré le gel hivernal : La culture de fruitiers en tranchées
Un site Web à énergie solaire est-il soutenable ?
Trop de combustion, pas assez de feux
Le douche à brumisation: vers un confort plus durable?
Pour que l’énergie éolienne redevienne durable
Réinventer la petite éolienne domestique
Chauffer sa maison avec une éolienne mécanique
Garder certaines lumières allumées: redéfinir la sécurité énergétique
L’Économie Circulaire Est-Elle Vraiment Circulaire?

Les avantages du papier

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Le papier offre des bénéfices additionnels. Il est plus doux pour les yeux qu’un écran d’ordinateur, offre une lecture sans distraction, permet une navigation rapide et flexible et est à tout moment disponible.

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Les Vélomobiles Electriques: aussi Rapides et Confortables que les Automobiles, mais 80 fois plus Efficaces

Wed, 24 Oct 2012 00:00:00 +0000

Toutes les images: [Fietser.be](https://sites.google.com/site/mobilitylabbe/Home)

La vélomobile comme la bicyclette électrique repoussent les limites de l’autonomie du cycliste. La première optimise l’aérodynamisme et l’ergonomie, tandis que la seconde assiste la puissance musculaire avec un moteur électrique alimenté par une batterie. La vélomobile électrique combine les deux approches, et maximise ainsi l’autonomie du cycliste – à tel point qu’elle est capable de remplacer la plupart des trajets en automobile, si ce n’est tous.

Alors que les vélomobiles ont une vitesse et une autonomie comparable à celle d’une voiture électrique, elles sont jusqu’à 80 fois plus efficaces. A peu près un quart des éoliennes existantes suffiraient à alimenter autant de vélomobiles électriques qu’il y a d’humains.

Peu de gens trouvent la bicyclette utile pour des distances supérieures à 5 km ( 3 miles). Aux USA, par exemple, 85 % des trajets à vélo concernent une distance de moins de 5 km. Même aux Pays-Bas, le pays occidental le plus favorable à la bicyclette, 77 % des trajets à vélo font moins de 5 km. Moins d'1 % des trajets à vélo néerlandais font plus de 15 km (9 miles). A l’opposé, le trajet moyen en voiture atteint 15.5 km aux USA et 16.5 km aux Pays-Bas, alors que le trajet domicile-travail moyen est de 19.5 km aux USA et de 22 km aux Pays-Bas (Sources: 1, 2, 3, 4, 5.)

Il est clair que la bicyclette n’est pas une alternative viable à la voiture. Selon son entraînement, un cycliste atteint des vitesses de croisière de 10 à 25 km/h, ce qui veut dire que le trajet domicile-travail moyen prendrait au moins 2 à 4 heures aller-retour. Un fort vent de face le rendrait encore plus long, et quand le cycliste est pressé ou doit monter des côtes, il ou elle arrive tout mouillé de transpiration. Quand il pleut, le cycliste arrive trempé, et quand il fait froid, les mains et les pieds sont gelés. Les trajets plus longs à bicyclette affectent aussi le corps : les poignets, le dos, les épaules, les fesses, en particulier quand on choisit un vélo plus rapide.

Une bicyclette à assistance électrique résout certains de ces problèmes, mais pas tous. Le moteur électrique peut servir à atteindre la destination plus vite, ou avec moins d’effort, mais le cycliste reste exposé aux intempéries. Les voyages plus longs seraient inconfortables. De plus, l’autonomie de la plupart des bicyclettes électriques (environ 25 km ou 15.5 miles) est juste suffisante pour le trajet aller simple domicile-travail, ce qui signifie qu’elle ne suffit pas pour tous les trajets.

Les avantages de la vélomobile à assistance électrique

La vélomobile – un tricycle couché à carrosserie aérodynamique – offre une alternative plus intéressante à la bicyclette pour les trajets plus longs. La carrosserie protège le conducteur (et ses bagages) du temps, tandis que le siège incliné confortable réduit la fatigue du corps, ce qui permet des trajets plus longs sans inconfort. De plus, une vélomobile (même sans assistance électrique) est plus rapide qu’une bicyclette électrique.

A des vitesses inférieures à 10 km/h (6 mph), la résistance au roulement est l’obstacle principal pour un cycliste. La résistance de l’air prend de plus en plus d’influence quand la vitesse augmente, et devient la force dominante au dessus de 25 km/h (15.5 mph). La raison est que la résistance au roulement augmente proportionnellement à la vitesse, tandis que la force de trainée de l’air augmente comme le carré de la vitesse. Puisqu’un vélomobiliste a une aérodynamique bien meilleure qu’un cycliste – le coefficient de trainée d’un vélomobiliste est jusqu’à 30 fois inférieur – il ou elle peut atteindre des vitesses supérieures à effort constant.

En cas d’équipement avec un moteur auxiliaire, les points faibles de la vélomobile – son accélération plus lente et sa vitesse plus faible en côte – sont éliminées.

Au contraire, une vélomobile est plus lourde qu’une bicyclette, ce qui veut dire que davantage d’efforts sont nécessaires pour accélérer et monter les côtes. L’accélération est inversement proportionnelle à la masse d’un véhicule, donc une vélomobile consomme en gros deux fois plus d’énergie en accélération qu’une bicyclette, selon le poids du conducteur et du véhicule.

Lorsqu’elle est équipée d’un moteur auxiliaire, les points faibles de la vélomobile – son accélération plus lente et sa vitesse plus faible en côte – sont éliminés. Dans le même temps, un moteur accentue ses avantages en augmentant le rayon d’action d’un cycliste. Last but not least, une batterie apportera une bien meilleure autonomie dans une vélomobile, grâce à son meilleur aérodynamisme.

Essai de conduite d’une Ferrari

En août, j’ai essayé une vélomobile électrique—la eWAW, un véhicule distribué par Fietser.be—dans la ville belge de Ghent, et ses environs. Brecht Vandeputte, la cheville ouvrière de ce fabricant Belge, m’a accompagné dans une WAW sans assistance pendant un trajet d’une heure trente à travers la ville, sur le chemin de halage de l’Escaut.

La vélomobile WAW (sans assistance électrique) a été développée à l’origine pour remporter les courses de véhicules à propulsion humaine. Elle a été adaptée à un usage quotidien par l’addition, entre autres choses, d’un pneu arrière anti-crevaison, d’arches de roue ouvertes (qui rendent le véhicule plus maniable), d’un siège ajustable, et d’un châssis plus durable – qui se compose d’un arceau et d’une cage de sécurité en carbone entourés de pare-chocs en aramide. La WAW est connue mondialement, au moins parmi les vélomobilistes, comme l’une vélomobiles les plus rapides du marché – certains l’appellent la Ferrari des vélomobiles.

La WAW sort du lot à cause de son poids (28 kg, contre les 34 kg des vélomobiles les plus populaires, les Quest et Alleweder fabriquées aux Pays-Bas) et son centre de gravité très bas (sa garde au sol n’est que de 9 cm et sa hauteur de seulement 90 cm. En combinaison avec un large empattement, une suspension dure, et un guidage précis (elle utilise deux manches de commande plutôt qu’un), cela permet des grandes vitesses et une conduite excellente, même dans les virages serrés.

Bien entendu, la WAW a aussi les inconvénients que l’on attendrait d’une vraie voiture de course, comme la finition intérieure minimale et le fait que le véhicule tremble comme une boîte de cailloux quand vous le conduisez sur une route pavée. Si l’état de la route est mauvais, d’autres vélomobiles dotées de suspensions plus confortables seront à préférer.

Avec 250 watts de puissance élecrique, le moteur électrique de l’eWAW donne à une personne moyennement entraînée la puissance d’un athlète.

L’eWAW que j’ai conduite a tout de la WAW, plus un moteur électrique de 250 W et une batterie étonnamment petite de 288 Wh, qui vous emmène sur 60 à 130 km (37 à 81 miles). La batterie et le moteur n’ajoutent que 5 kg et portent le poids total du véhicule à 33 kg. Ceci est comparable au poids d’autres vélomobiles sans assistance électrique. Par conséquent, cette Ferrari à pédales pèse 10 kg de moins que d’autres vélomobiles, avec une assistance électrique de 250 W, comme l’Alleweder hybride et l’e-Sunrider qui pèsent 45 kg.

Pédaler à 50 km/h

Donc quelle est la vitesse de la WAW, et quel gain apporte l’eWAV ? Tout d’abord, l’eWAW est un véhicule hybride, mais le moteur à biomasse, appelé aussi conducteur, n’est pas inclus dans le paquet. Puisque le conducteur fournit toujours l’essentiel de la puissance totale de sortie, la vitesse du véhicule dépendra de la puissance qu’il ou elle peut délivrer. Il n’y a pas de meilleure illustration que mon essai de conduite. Sur une période d’une heure et demie, Brecht et moi nous avons réussi à atteindre une vitesse moyenne de 40 km/h (25 mph)—j’étais dans l’eWAW et recevais l’assistance régulière du moteur électrique, Brecht était dans la WAW sans assistance au pédalage.

La littérature sur le cyclisme distingue trois types de cyclistes : les moyennement entraînés, les bien entraînés, et les athlètes de haut niveau. Les cyclistes d’entraînement moyen peuvent produire de façon entretenue une puissance de 100 à 150 watts sur une période d’une heure. Dans une WAW, cela signifie des vitesses de 35 à 40 km/h dans des conditions idéales - un circuit de course sans obstacle, et un véhicule totalement fermé. Les cyclistes bien entraînés peuvent fournir 200 watts de puissance sur une période d’une heure, ce qui se traduit par des vitesses de 45 à 50 km/h dans les mêmes circonstances.

Avec 250 watts de puissance élecrique, le moteur électrique de l’eWAW donne à une personne moyennement entraînée la puissance d’un athlète (100 + 250 watts = 350 watts).

Maximiser l’autonomie et l’efficacité

Je suis dingue de vitesse, alors quand je me suis trouvé sur un beau tronçon de route libre, la première chose que j’ai faite a été de démarrer le moteur à pleine puissance et de pédaler comme un fou en même temps. J’ai calculé que si je pouvais avoir plus de 350 watts à ma disposition, je devrais pouvoir atteindre des vitesse d’au moins 70 ou 80 km/h (40 à 50 mph). Cependant, ma tentative de dépasser 50 km/h (30 mph) est restée vaine – le véhicule est dépourvu des rapports de boîte supérieurs nécessaires à ces vitesses.

Pourquoi ? Parce que l’eWAW est conçue pour une efficacité maximale. Le moteur électrique est conçu pour ne servir qu’en accélération (et pour monter les côtes). Une fois que le vélomobiliste atteint une vitesse de croisière de 40 à 50 km/h, il ou elle passe en mode pédalage seul.

Le choix de l’ingénieur de n’assister le conducteur que pendant l’accélération est malin ; il augmente l’autonomie du cycliste comme de la batterie de façon spectaculaire.

L’eWAW n’augmente pas la vitesse de croisière ou la vitesse maximale de la WAW non assistée, bien qu’elle augmente la vitesse moyenne parce qu’elle augmente l’accélération. L’approche est différente de celle de la bicyclette électrique, où l’assistance au pédalage est continue aux vitesses de croisière usuelles. Du point de vue de l’efficacité, le concept sous-jaçent à l’eWAW est très pertinent. Un cycliste a besoin de moins d’énergie pour accélérer qu’un vélomobiliste (du fait de la masse plus faible de la bicyclette) mais de plus d’énergie pour conserver la même vitesse (à cause de son faible aérodynamisme). Au contraire, le vélomobiliste a besoin de plus d’énergie qu’un cycliste pour accélérer (à cause de la masse plus importante du véhicule) mais moins d’énergie pour conserver la même vitesse (à cause de son excellent aérodynamisme).

Puisque cela demande plus d’énergie d’accélérer dans une eWAW que de la conduire, le choix de l’ingénieur d’assister le conducteur seulement lors de l’accélération est malin ; il augmente l’autonomie du cycliste et de la batterie. Le moteur électrique supporte le conducteur pendant les efforts de crête, si bien que son endurance est augmentée de façon spectaculaire. (Les efforts de crête ont un effet nuisible sur l’endurance, tandis que pédaler à un rythme régulier est possible pendant des heures.) Dans le même temps, le conducteur rend le même service à la batterie. Comme le moteur électrique est coupé en vitesse de croisière, l’autonomie de la batterie est considérablement augmentée.

Ceci étant dit, le conducteur de l’eWAW peut choisir d’utiliser le moteur en vitesse de croisière, parce que celui-ci peut être commandé à volonté par une manette. C’est de cette façon que j’ai conduit le véhicule. En conséquence, la batterie n’a tenu “que” 60 km (37 miles), mais au moins j’ai pu tenir le rythme de Brecht.

80 fois plus efficace que les voitures électriques

Monter un moteur électrique dans une vélomobile suscite la controverse parmi les vélomobilistes, de la même façon qu’une bicyclette électrique est mal vue par beaucoup d’aficionados du vélo. Cependant, quand nous comparons l’eWAW avec la voiture électrique, qui demeure perçue par beaucoup comme l’avenir du transport soutenable, l’eWAW l’emporte nettement. En fait, la vélomobile est tout ce que la voiture électrique prétend être sans y parvenir : une alternative durable à l’automobile à moteur thermique. Il est presque impossible de concevoir un véhicule personnel motorisé et viable qui soit plus efficace que l’eWAW.

Si les 300 millions d’américains remplaçaient leur voiture par une vélomobile électrique, il n’auraient besoin que de 25 % de l’électricité produite par les éoliennes américaines existantes.

Un calcul simple peut illustrer cette affirmation. Imaginez que les 300 millions d’américains remplacent leur voiture par une vélomobile électrique et aillent tous travailler le même jour. Pour charger la batterie 288 Wh de chacune de ces 300 millions d’eWAW, nous avons besoin de 86.4 GWh d’électricité. C’est seulement 25 % de l’électricité produite par les éoliennes américaines en service (en moyenne journalière sur la période de juillet 2011 à juin 2012, source). En d’autres termes, nous pourrions basculer vers des véhicules personnels fonctionnant avec de l’énergie 100 % renouvelable, en utilisant les centrales existantes.

Photo credit: [Bill Bates](http://www.flickr.com/wmbates/sets)

Imaginez maintenant que les 300 millions d’américains remplacent leur voiture par une version électrique comme la Nissan Leaf, et aillent tous travailler en voiture le même jour. Pour charger la batterie 24 kWh de chacun de ces 300 millions de véhicules, nous avons besoin de 7200 GWh d’électricité. C’est 20 fois plus que ce que les éoliennes américaines produisent aujourd’hui, et 80 fois plus que ce dont les vélomobiles électriques ont besoin. En résumé : le scénario 1 est réaliste, le scénario 2 ne l’est pas.

Même si nous commencions à covoiturer, et que chaque voiture électrique transporte 5 personnes, il reste une grande différence d’efficacité. Charger 60 millions de voitures électriques demanderait encore 16.6 fois plus d’électricité que charger 300 millions d’eWAW. La vélomobile électrique permet aussi au conducteur de recharger facilement son véhicule. Un panneau solaire d’environ 60 watts (d’une superficie de moins d’un mètre carré) produit assez d’énergie pour charger la batterie, même un sombre jour d’hiver.

En Europe, cela demanderait une part encore inférieure des éoliennes pour charger chaque eWAW d’Europe. Si l’on veut être complet, il doit être mentionné que le moteur biologique a aussi besoin d’énergie : le conducteur a besoin de manger, et cette nourriture doit être produite. Mais puisque les occidentaux mangent trop, et conduisent leur voiture jusqu’au centre de fitness dans le but de perdre leur excès de graisse, ce facteur peut être ignoré sans risque.

Incertitude sur l’autonomie

La grande différence d’efficacité entre les vélomobiles électriques et les voitures électriques est remarquable, parce qu’elles ont des autonomies similaires. Comme indiqué, l’eWAW vous emmène sur une distance comprise entre 60 et 130 km, selon l’intensité avec laquelle vous utilisez le moteur. La Nissan Leaf vous emmène au mieux à 160 km, lorsque vous conduisez lentement et à allure stabilisée, et lorsque vous n’utilisez pas la climatisation, le chauffage ou les gadgets électroniques de bord.

Ajouter seulement 6 kg de batteries augmente l’autonomie de la vélomobile électrique à 450 km.

Un système de chauffage n’est pas nécessaire sur une vélomobile, pas même en hiver, parce que les pieds et les mains sont protégés du vent par la carrosserie, et parce que le conducteur est actif (l’activité du corps et le facteur le plus important dans le maintien du confort thermique). Le besoin de rafraîchir en été, d’un autre côté, diminuera l’autonomie – le conducteur se reposera davantage sur le moteur électrique pour se rafraîchir.

Fait intéressant, il est plus facile d’augmenter l’autonomie d’une vélomobile électrique que celle d’une voiture électrique, si nécessaire. L’eWAW peut être équipée d’une ou deux batteries supplémentaires, ce qui augmente l’autonomie jusqu’à 180 km (112 miles, avec l’assistance permanente du moteur) ou 450 km (280 miles, lorsque le moteur n’est utilisé que pour assister l’accélération). Ajouter deux batteries à l’eWAW augmente le poids du véhicule de seulement 6 kg, et laisse encore un large espace pour les bagages. Si nous supposons que le conducteur pèse 70 kg, alors l’addition de deux batteries augment le poids total de l’eWAW de 103 à 109 kg – un gain de poids de 6 %. Si nous faisons la même chose sur la Nissan Leaf (où trois fois plus de batteries prennent la place du siège arrière et du coffre, le poids total augmente de 1.582 kg (conducteur de 70 kg inclus) à 2.022 kg - un gain de poids de 30 %.

Une autre manière d’augmenter l’autonomie d’une batterie d’un véhicule électrique est d’échanger les batteries ou de les recharger rapidement. Ces options sont possibles à la fois pour les voitures électriques et les vélomobiles, mais développer une infrastructure de chargement pour voitures électriques est une tâche monumentale, alors que le faire pour les vélomobiles électriques est aisé. Non seulement la batterie de l’eWAW a besoin de 80 fois moins d’énergie que celle la Nissan Leaf (ce qui fait de la charge rapide une option valable), mais elle pèse aussi 73 fois moins lourd (ce qui fait de l’échange de batterie une opération très low-tech). Bien que nous ayons des véhicules plus rapides pour les longues distances, qui sont également soutenables (comme les trains et les trolley-bus, la vélomobile offre une alternative à ceux qui préfèrent un moyen de transport personnel, et pour ceux qui préfèrent un style de vie actif.

La capacité de nos routes quadruplerait au minimum, si nous passions des voitures aux vélomobiles.

Quand la batterie d’une voiture électrique se vide, le vélomobiliste peut encore pédaler jusqu’à la maison - à des vitesses supérieures à celle d’une bicyclette. Le conducteur d’une voiture électrique ne peut pas faire cela parce que son engin est trop lourd. Une Nissan Leaf pèse autant que 46 eWAW. La plupart de l’énergie utilisée par une voiture électrique (et par une voiture à moteur thermique), est utilisée pour déplacer le véhicule lui-même, pas le conducteur – la Nissan Leaf est 21 fois plus lourde que son conducteur. Dans le cas de l’eWAW, cette relation est inversée : le conducteur pèse trois fois plus lourd que le véhicule.

Une circulation rapide et fluide

L’eWAW fait du cyclisme une option rapide et confortable pour les longues distances. A des vitesse de 50 km/h (31 mph), le trajet moyen aux USA (19.5 km ou 12 miles) prendrait 23.4 minutes. Ceci se compare très favorablement à la voiture, pour laquelle le temps de trajet moyen est de 22.8 minutes (source). Aux Pays-Bas où le trafic routier est intense, la vélomobile électrique est potentiellement plus rapide qu’une voiture. La vélomobile pourrait couvrir le trajet moyen de 22 km (13.7 miles) en 26.4 minutes, alors que celui-ci prend 28 minutes en voiture (source).

Bien sûr, une vitesse de croisière de 50 km/h ne veut pas dire que le vélombiliste puisse atteindre une vitesse moyenne de 50 km/h pendant tout le trajet. Si les voitures pouvaient maintenir leur vitesse de croisière maximale durant le trajet, elles seraient beaucoup plus rapides que les vélomobiles. En réalité, cependant, elle ne le peuvent pas à cause des limitations de vitesse, des feux tricolores, et des embouteillages.

Les vélomobiles pourraient souffrir des mêmes retards, mais il y a une différence importante : parce qu’une vélomobile occupe beaucoup moins d’espace qu’une voiture (une voiture a besoin d’autant d’espace que 4 vélomobiles), le trafic fluide est une option beaucoup plus réaliste pour les vélomobiles. De plus, la vitesse de croisière d’une vélomobile ne dépasse pas la plupart des limitations de vitesse.

Customisez votre vélomobile

Au-delà de ceci, il est facile d’équiper une vélomobile avec un moteur plus puissant et des rapports de boîte plus longs, ce qui permet des vitesses de croisière beaucoup plus élevées. La vélomobile perdrait en efficacité et en autonomie, mais, puisqu’une eWAW est 80 fois plus efficace qu’une voiture électrique, il y a de la marge pour customiser une vélomobile. Nous discuterons de ces possibilités, comme des obstacles légaux aux vélomobiles électriques, dans la seconde partie de cet article.

Seconde partie: 1 / 2.