Un potentiel loin d’être épuisé

Si l’on en croit les médias et certains politiciens, la fin du moteur à combustion est proche. Mais ceux-ci omettent volontiers un fait intéressant. Les moteurs à combustion n’ont en effet cessé de gagner en efficacité ces dernières années et ils présentent un potentiel loin d’être épuisé.

Les émissions moyennes de CO₂ des voitures neuves vendues en Suisse et dans la Principauté du Liechtenstein ces dernières années.

Commençons par un bref coup d’œil dans le rétroviseur: une voiture de tourisme mise en circulation en 1996 en Suisse émettait en moyenne 211 grammes de CO₂ par kilomètre. Quatre ans plus tard, cette valeur descendait pour la première fois sous le seuil des 200 grammes, pour ensuite s’abaisser de manière relativement constante jusqu’à 134 grammes en 2016. Durant ce laps de temps, nos voitures sont devenues plus grandes, plus lourdes et plus puissantes, les assistants électroniques se sont multipliés et la proportion de véhicules 4 x 4 a atteint près de 50 %. En d’autres termes: les constructeurs automobiles ont réussi à augmenter sensiblement l’efficacité énergétique de leurs modèles.

En 2018, les émissions moyennes de CO₂ des nouveaux véhicules suisses sont remontées pour la première fois en 15 ans légèrement au-dessus de 137 g/km. En cause? Le scandale des valeurs faussées d’oxydes d’azote des moteurs diesel et la perte de confiance des acheteurs qui se sont à nouveau tournés en plus grand nombre vers les modèles à essence. Le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa) a examiné le potentiel technique des différents concepts de propulsion en collaboration avec Audi et un doctorant. Le résultat est très intéressant: l’augmentation potentielle de l’efficacité des moteurs à combustion est beaucoup plus grande que celle des véhicules électriques à batterie (VEB).

– Pour les VEB, elle se monte ainsi à environ 13 % jusqu’en 2030 et à 18 % jusqu’en 2050.
– Les véhicules à essence et hybrides à essence atteignent 20 à 36 % en 2030 et 30 à 43 % en 2050.
– Les véhicules diesel et hybrides diesel affichent une augmentation d’efficacité de 16 à 30 % en 2030 et de 26 à 37 % en 2050.
– Les véhicules GNC et hybrides GNC atteignent 24 à 40 % jusqu’en 2030 et 34 à 47 % jusqu’en 2050.

Christian Bach, expert en systèmes d’entraînement à l’Empa.

«Les véhicules équipés d’un moteur à combustion présentent une augmentation potentielle de leur efficacité presque deux fois plus élevée que celle des véhicules électriques à batterie», constate Christian Bach, chef du Laboratoire Technologies de propulsion automobile à l’Empa. Il ajoute que ces valeurs dépendent du domaine d’utilisation. «De manière générale, ces potentiels techniques viennent renforcer la règle déjà valable aujourd’hui selon laquelle les véhicules électriques conviennent aux trajets courts à moyens et les véhicules à moteur à combustion aux longs trajets et aux transports, mais seulement, bien sûr, s’ils sont alimentés par des énergies renouvelables.»

Le grand potentiel des moteurs GNC est notamment dû au fait qu’ils ne sont jusqu’à présent que des moteurs à essence légèrement modifiés. En augmentant par exemple la résistance à la compression de pointe des moteurs pour atteindre des valeurs dépassant clairement les 120 bars, en adaptant les systèmes d’allumage ou en régulant la charge sans la brider, il est envisageable que les moteurs à gaz s’approchent du degré d’efficacité des moteurs diesel.

Les scientifiques estiment que les véhicules GNC bénéficient d’un potentiel supplémentaire de réduction du CO₂ avec l’adjonction d’hydrogène renouvelable au GNC qui permettrait de faire baisser la proportion de carbone dans le carburant et d’obtenir une meilleure efficacité grâce à une vitesse de combustion plus élevée et une meilleure stabilité de combustion. Mais les véhicules GNC proposent déjà leur plus grand avantage aujourd’hui. En utilisant du biogaz à la place d’un gaz fossile, ils permettent en effet de rouler avec un bilan carbone pratiquement neutre.

Un nouvel ouvrage spécialisé intitulé «Kosteneffiziente und nachhaltige Automobile» (en allemand) présente toutes les informations nécessaires sur les coûts, la charge environnementale et le potentiel d’optimisation des différentes propulsions. Ce livre signé Martin Zapf, Hermann Pengg, Thomas Bütler, Christian Bach et Christian Weindl est paru aux éditions Springer Vieweg. (sco, 19 février 2020)