Dossier : La mobilité individuelle : vers une transition automobile

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Décryptages

Automobile : comment réduire la consommation ?

Le double objectif de réduire les émissions de CO2 et de moins dépendre des carburants issus du pétrole implique de réduire la consommation des véhicules. Pour y parvenir, plusieurs leviers sont à la disposition des constructeurs eux-mêmes, sans compter l’impact des politiques publiques et des comportements des usagers.

Test d'aérodynamisme, avec projection de fumée, dans une soufflerie à Saint-Cyr-l'Ecole (France). ©AFP PHOTO / JACK GUEZ.

L’Union européenne est à la pointe des réglementations destinées à réduire les impacts de la circulation automobile. En matière d’émissions de CO2Dioxyde de carbone. Avec la vapeur d'eau, c’est le principal gaz à effet de serre (GES) de l'atmosphère terrestre..., les véhicules neufs ne sont pas soumis à des normes impératives, comme c’est le cas pour les émissions polluantes. Mais l’UE fixe des objectifs sur lesquels les constructeurs sont appelés à s’engager, sous peine d’être soumis à une taxation. L’objectif est aujourd’hui de 130 g de CO2 par kilomètre et a été fixé à 95 g d’ici 2020. A titre d’exemple, le taux d’émission des véhicules neufs vendus en France en 2013 a été de 117 g/km.1

Il s’agit d’un taux moyen que chaque constructeur doit respecter pour l’ensemble de ses gammes, les plus petits véhicules ou la production de véhicules électriques compensant les plus gros modèles. Or les émissions de CO2 sont proportionnelles à la consommation de carburantUn carburant est un combustible liquide (comme l'essence), gazeux (comme le GPLc) ou solide (comme un propergol)... et au type de carburant : 95 g/km correspondent à 4,1 litres pour 100 km pour les moteurs à essence, et 3,6 l/100 km pour les moteurs dieselLe diesel est avant tout le nom d'un moteur à combustion interne fonctionnant par allumage spontané....

130 g de CO2 par kilomètre : le taux d’émission préconisé par l’UE.

Tous les constructeurs ont commencé à préparer leurs gammes pour s’inscrire dans ces objectifs 2020, tout en maintenant les performances, la sécurité et le confort des véhicules. 

Une multiplicité de facteurs

Cela n’implique pas seulement un travail sur le moteur. Une voiture est un système dont la consommation dépend de plusieurs facteurs2:

  • Le poids - L’allègement est une voie incontournable pour la réduction des émissions de CO2. Elle s’obtient par l’utilisation de plastiques renforcés et de résines nouvelles pour la décoration intérieure et de matériaux composites pour les sièges, le tableau de bord ou les éléments de carrosserie n’ayant pas de fonction de sécurité. Des métaux à très hautes propriétés mécaniques pour le châssis, complétés par des vitrages ultraminces, permettent aussi de réduire le poids. Les constructeurs visent une réduction de 400 kg par véhicule pour avoir une offre de milieu de gamme inférieure à 1 tonne.
  • L’aérodynamisme – Améliorer de 25 % le taux de pénétration dans l’air peut se traduire par un gain de plus de 1 litre/100 km. La forme générale du véhicule est essentielle mais aussi de multiples détails : supprimer les rétroviseurs extérieurs pour les remplacer par des caméras, modifier l’échappement pour atténuer les turbulences d’air à l’arrière, etc.
  • Les roues - Des roues plus étroites et plus hautes réduisent les turbulences sur les côtés et les frictions sur la route. Le contact pneu-chaussée fait l’objet de nombreuses recherches par les fabricants de pneumatiques.
  • Les frictions dans le moteur et tous les organes mécaniques - Des lubrifiants ultra-fluides et très résistants, comme ceux utilisés dans la Formule 1, facilitent les démarrages à froid et permettent de recouvrir en permanence les pistons d’un film continu qui tient à toutes les températures. Des huiles de boîte de vitesses et des graisses de transmission et de roulement de roues de nouvelle génération utilisent les nanotechnologies.

Améliorer de 25 % le taux de pénétration dans l’air permet de gagner 1 litre/100km.

Le travail sur le moteur et les carburants

Conduites en continu depuis des décennies, les recherches sur les moteurs visent essentiellement à améliorer le rendement, c’est-à-dire le rapport entre la puissanceEn physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps... mécanique restituée et la puissance thermique fournie par le carburant, mais aussi à réduire leur taille.

Deux innovations ont été essentielles, l’injection directe et le downsizing :

  • l’injection directe (ID), qui consiste à diffuser le carburant directement dans la chambre de combustion, sous haute pression, permet de rapprocher le rendement des moteurs à essence de celui obtenu avec le diesel. Elle permet des réductions de consommation de 10 à 15 % mais sa mise en place reste plus coûteuse et nécessite une gestion électronique plus poussée.
  • le downsizing revient à baisser la cylindrée des moteurs tout en leur conservant le même niveau de puissance, grâce à la suralimentation réalisée par un ou plusieurs turbocompresseurs et des systèmes à injection directe. Il en résulte une réduction de poids du moteur et d’encombrement qui a globalement permis des gains de consommation de l’ordre de 20 à 25 %.

L’utilisation de nouvelles motorisations, notamment l’hybridation thermique/électrique (Voir le décryptage :  "Les nouvelles motorisations électriques") et de carburants plus performants sont les deux autres voies qui permettent d’aller vers la réduction de la consommation et donc des émissions de CO2.

 

Sources :

(1) ADEME

(2) TOTAL