Oubliez les câbles sales qui traînent par terre et le branchement brutal pour charger votre voiture, le futur est dans l’induction, surtout avec cette technologie qui en supprime les quelques défauts.
Des chercheurs de l’Université de Chalmers, en Suède, ont développé une technologie d’induction qui peut quasiment atteindre une parfaite efficience avec une charge grimpant jusqu’à 500 kW de puissance, ce qui la place au même niveau que les meilleures solutions actuelles par câble. L’équipe assure que le projet est si abouti qu’il pourrait être produit et commercialisé sous peu, un passage facilité par l’utilisation de composants déjà existants.
Des composants déjà disponibles
Le professeur Yujing Liu, en charge du projet au département du génie électrique de Chalmers, explique ainsi les raisons de ce résultat spectaculaire : “un des éléments clés est que nous avons maintenant accès à des semi-conducteurs de haute puissance basés sur du carbure de silicium qui ne sont sur le marché que depuis quelques années. Ils nous permettent d’avoir une plus tension, de plus grandes températures et une fréquence de commutation bien supérieure par rapport à des composants conventionnels”.
La fréquence du champ magnétique est cruciale puisque cela détermine la limite de la puissance qui peut être transférée entre deux bobines. Les systèmes à induction actuels opèrent généralement à des fréquences d’environ 20 kHz, ce qui se rapproche de ce que l’on observe sur une cuisinière. L’équipe de Yujing Liu, elle, travaille à 80 kHz. Or, plus la fréquence augmente, plus la puissance dissipée par effet Joule fait exploser la température. Il leur faut donc, pour diminuer ce problème, utiliser des bobines composées de fils de Litz, chacun constitué de 10 000 brins de cuivre épais de 70 à 100 micromètres, tel un cheveu, tissés et isolés électriquement les uns des autres. Là encore, ces fils n’étaient pas disponibles dans le commerce il y a encore quelques années.
Seulement 1 à 2 % de perte !
L’un des facteurs limitant la charge à induction jusqu’ici était aussi les trop grandes pertes qui peuvent aller jusqu’à 50 % sur des systèmes conventionnels. Ici, Le professeur Liu est formel : on est de l’ordre du négligeable, entre 1 et 2 %.
L’étape suivante sera donc de commercialiser cette technologie. Mais ce n’est pas demain que vous en disposerez dans votre box afin de charger votre véhicule personnel. Yujing Liu lui-même, qui roule en quotidien en voiture électrique, n’y voit pas une grande utilité : “je rentre chez moi, je me branche et voilà, il n’y a pas de problème”. L’équipe de recherche a plutôt d’abord en vue une application industrielle et professionnelle dans la recharge, par exemple, de camions ou de ferries.
C’est une fausse bonne idée
Certes l’aspect pratique est évident mais ce système va entrainer un surcoût de la recharge et des voitures électriques elles-mêmes.
La priorité, c’est de démocratiser l’électrique, de la rendre accessible.
La charge à induction est en totale contre-sens à cette tendance.
Après pour des applications sur des véhicules haut de gamme, pourquoi pas, ça peut se faire.
Je ne comprends pas pourquoi toute cette negativité sur la recharge sans fil. Avec toujours les mêmes histoires fallacieuses sur le rendement qui serait mauvais. D’ailleurs les jusqu’à 50% de l’article sont très peu crédibles.
Mais bon peut-être qu’ils parlent d’une recharge par induction de smartphone avec un chargeur moisi noname.
La recharge par résonance magnétique a déjà démontré qu’elle pouvait avoir un rendement exceptionnel et même supérieur à de très bonne recharge filaire.
Car oui il y a aussi bien évidemment des pertes par le filaire (chaleur…) mais les détracteurs du sans fil l’omettent volontairement.
Installations portuaires et aéroportuaires pour les tracteurs et bus, les convoyeurs automatiques et les dépots logistiques, certaines usines, les drones de livraison dans quelques années, les navettes filoguidées, les chariots de mines( sur Mars), les applications sont nombreuses, dans des environnements contrôlés.
Bizarre : Bjorn Nyland avait démontré la véracité des propos, sur sa chaine, du gros faiseur américain actuel, qui s’est d’ailleurs installé en Suède, comme quoi ils étaient déjà sur cet ordre de grandeur en rendement ( 98%)
Pas très clair vos histoires de fréquence.
Pour rappel la montée en fréquence a surtout pour intérêt de :
– réduire le volume des passifs (inductance, condensateurs)
– réduire le coût des passifs (bah oui, en gros moins de matière, moins cher)
Mais ça augmente la fréquence de commutation des composants actifs, donc les pertes en commutation, et en plus l’effet de peau est plus sensible avec la montée en fréquence.
Les stratégies décrites ici sont connues depuis un moment, on a du SiC commercialisé depuis près d’une décennie maintenant pour réduire les pertes dans les actifs (le GaN est chouette aussi, mais quelle plaie à piloter, c’est encore un peu trop fragile même si ça s’améliore vite). Pour ce qui est de l’effet de peau, les fils de litz c’est connu depuis un bail, j’en utilisais déjà il y a presque 10 ans, fabriqué en France d’ailleurs (LGM de mémoire).
Pour ce qui est des perfos du système complet, bof. Le standard pressenti pour la fréquence en 2015 était 85kHz. Des systèmes complets 50kW/85kHz à 98% de rendement étaient déjà présentés à l’époque.
Mais le coût des matériaux est concideré comme prohibitif pour des applications à grande échelle. Pour les équipements industriels, les bus à leur arrêt ou autres systèmes fonctionnant une grande partie de la journée, le coût de recharge sans fil est compensé par la réduction des batteries, mais sinon, pour un particulier, aucun intérêt.
Je ne suis pas un spécialiste mais de fortes puissances ne risquent elle pas d’engendrer des fortes ondes électromagnétiques à proximité ?
Comme très bien expliqué par “The Choucroute Garage”, il ne s’agit pas de recharge par induction mais par résonance magnétique : https://www.youtube.com/watch?v=Cuzp0HSEfcA&t=2s
Pour charger par induction il faudrait que le véhicule soit quasiment posé sur le chargeur, et quand je vois que j’ai quelques fois du mal à recharger mon smartphone dans ma Megane parce que j’ai mis une coque de protection…
Branchement “brutal”? J’ai branché mon ex-Volt tous les jours pendant 5,5 ans, et je n’ai pas remarqué cette “brutalité”. Je ne vois d’ailleurs pas trop l’avantage pour un particulier de ce système coûteux. En quoi (dé)brancher un câble est-il un problème?
A un moment donné il faut aussi se poser la question de la pertinence de la recharge sans fil et même de la question du système électro-portatif.
Un exemple : j’ai acheté une tronçonneuse électrique… avec fil. C’est plus pratique qu’une thermique pour ce que j’en fait et élimine le problème de la batterie et recharge.
Le sans fil n’est pas pertinent dans 100% des cas.
Quid de la quantité de cuivre et autre métaux pour ce genre de système de recharge sans fil ?
Peut on imaginer des “drive” de recharge, genre station de recharge où le conducteur reste dans son véhicule ? Avantages / inconvénients ?
“Yujing Liu ….. voiture électrique, n’y voit pas une grande utilité : « je rentre chez moi, je me branche et voilà, il n’y a pas de problème ». L’équipe de recherche a plutôt d’abord en vue une application industrielle et professionnelle dans la recharge, par exemple, de camions ou de ferries.”
Ça mérite d’être développé journalistiquement. Sinon, des infos comme çà il y en a à la pelle dans les magazines de sciences.
tient , j’avais un toit ouvrant !?
10kW de perdu c’est tout sauf négligeable tout de même… Surtout qu’on parle là d’un rendement dans les conditions optimales. Ça + le surcoût par rapport à un câble, ça fait beaucoup de gaspillage pour éviter de brancher une prise.
Bigre, une perte de 10kW cela doit chauffer tout autour des bobines. Par contre, ce n’est pas dit mais il faudra un positionnement précis et un « air-gap » assez faible pour atteindre un tel rendement. Puis pas pour la maison même à moindre puissance, car il faudra faire attention au chat qui va se blottir sous la voiture pour profiter de la chaleur. Mais il ne va malheureusement pas vivre longtemps avec l’irradiation basse fréquence impliquant généralement une leucémie.