Voiture à prolongateur d'autonomie : Subaru étudie une idée étonnante
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Le développement du prolongateur d’autonomie ouvre les perspectives à d’autres solutions techniques qu’un simple moteur à pistons. Au nombre des pistes explorées par les constructeurs et équipementiers, il y a la turbine.
La turbine a connu son heure de gloire dans les années 1960. Après son développement dans le monde aéronautique, quelques constructeurs imaginent son utilisation à bord de voitures. Ford, Chrysler, GM (avec ses fameux concepts Thunderbird), Fiat, Renault (Étoile Filante)… C’est Rover qui mènera l’expérimentation la plus loin, en engageant une voiture avec BRM aux 24 Heures du Mans en 1963 et 1964. Mais cette technologie pourrait faire son retour en tant que générateur à bord d’un véhicule électrique.
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750 km d’autonomie, recharge ultra-rapide : voici les premières infos sur les futures Renault électriquesLa start-up chinoise Techrules avait déjà envisagé cette solution il y a quelques années, tout comme Ariel. C’est à présent Subaru, aux liens directs avec l’industrie aéronautique, qui étudie cette voie. Dans cet usage, la turbine a bien des avantages à opposer au classique moteur à pistons. Elle est tout d’abord bien plus efficiente pour un usage de générateur d’électricité fonctionnant à régime constant. Elle serait potentiellement plus légère et plus compacte, avec donc des intérêts non négligeables dans son intégration à bord.
Mais si le niveau de vibrations est bien plus faible, il faut parvenir à contenir le sifflement à haute fréquence qu’elle émet. Si un 3 ou 4 cylindres habituel fonctionne entre 2000 et 4000 tr/min, une turbine dépasse allègrement les 20 000 tr/min. Dans ses derniers brevets, Subaru s’est penché sur un des autres défauts, la latence. Son démarrage est en effet bien plus long que celui d’un moteur classique qui s’active presque de manière instantanée.
Mais l’obstacle majeur pour l’implantation d’une turbine dans une voiture sera évidemment le coût. Elle a en effet un coût de production et d’entretien beaucoup plus élevé qu’un moteur à essence dont la production est parfaitement maîtrisée et optimisée par les constructeurs automobiles depuis des décennies.
Peu crédible pour la production de masse, une turbine pourrait néanmoins être une solution élégante pour des véhicules à hautes performances. Chez Subaru, on pense à l’avenir électrifié de STI.
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Écrit par Gautier Bottet
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Il reste 9 ans avant l'obligation de l'électrique, sauf si la loi change d'ici là !
Et en attendant, le Range Extender permettrait de faire adopter la traction électrique à tous ceux qui ont peur de la panne.
Il ne faut pas oublier que BMW n'a plus proposé le Range Extender sur le i3 42 Ah parce qu'ils avaient constaté que très peu de gens l'utilisait réellement, même avec les batteries plus petites. Ça montre 2 choses :
- beaucoup d'acheteurs de l'option l'ont prise par crainte de la panne, mais ils arrivent très bien à s'en passer à l'usage
- la i3 était très majoritairement une seconde voiture, mais celles qui ont le REx sont parfois devenues des premières voitures en seconde main, malgré une autonomie électrique limitée.
A titre de retour d'expérience, j'ai consommé largement moins de 1l/1000 avec la i3 sur 100'000 km et 5 ans. Sans le REx, ça aurait été plus de 5l/100 avec la Prius 2 parce qu'il était très compliqué de faire de grands trajets avec une petite batterie en 2020.
C'est donc une excellente solution en attendant une baisse des prix des VE, une augmentation de l'énergie massique des batteries, une réduction de la durée de charge, une augmentation du nombre de bornes et une standardisation de leur utilisation. Il faut bien garder en tête que les performances de charges des hauts de gamme actuelles seront celles des voitures moyennes dans 5 ans et celle des petites dans 10 ans. On peut aussi imaginer que le Plug&Charge sera aussi la norme, ce qui améliorera l'expérience utilisateur en la rendant bien plus agréable que d'aller faire le plein d'essence.
On veut du 100% électrique. Il n'existe aucun scénario où un moteur à explosion représente une solution d'avenir, quel que soit son rôle.
Aucun scénario.
Rendement d'une micro-turbine (10 à 100 kW)
Pour cette gamme de puissance, le rendement d'une turbine seule est généralement inférieur à celui d'un moteur Diesel ou essence moderne.
Rendement électrique global : Il se situe généralement entre 25 % et 30 %.
Comparaison : Un moteur thermique classique optimisé pour fonctionner à régime constant (cycle Atkinson) peut atteindre 35 % à 40 % de rendement.
Le faible rendement des petites turbines s'explique par deux facteurs principaux :
L'effet d'échelle : Plus une turbine est petite, plus les pertes aérodynamiques et les fuites en bout de pales sont proportionnellement élevées.
La gestion de la chaleur : Pour atteindre un rendement correct, une micro-turbine doit impérativement utiliser un récupérateur (un échangeur de chaleur qui utilise les gaz d'échappement pour préchauffer l'air entrant). Sans ce récupérateur, le rendement chute sous les 15 %.
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