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Electromobilité
Un projet interdisciplinaire pour l'électromobilité à la société Fraunhofer

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59660.htm

Tous les acteurs du secteur de la mobilité électrique vont prochainement faire face à des changements fondamentaux : les consommateurs, qui devront faire le plein de carburant mais aussi recharger les batteries de leur véhicule, l'industrie automobile qui va progressivement arrêter de fabriquer certaines pièces pour en fabriquer d'autres et l'industrie de l'énergie, qui aura besoin de nouveaux modèles économiques et structures tarifaires pour approvisionner les véhicules en électricité. C'est pourquoi les chercheurs de la société Fraunhofer travaillent à l'élaboration de nouveaux concepts dans le cadre du projet "Recherche système pour l'électromobilité" auquel participent 34 instituts Fraunhofer. A leur avantage, les compétences des différents instituts leur permettent de couvrir l'ensemble de la chaîne des procédés de l'électromobilité. Le Ministère fédéral de l'enseignement et de la recherche (BMBF) a débloqué dans cet objectif 30 millions d'euros supplémentaires issus du deuxième paquet du plan de relance pour faire avancer cette thématique.

"Nos instituts réunissent leurs compétences et se posent les questions suivantes : comment l'énergie est-elle produite, transportée, distribuée, amenée dans la voiture et utilisée de la façon la plus efficace possible. Quels matériaux permettent une construction plus légère et quels matériaux sont nécessaires pour les batteries? Comment fonctionnent les interfaces entre le réseau électrique et le véhicule et - détail d'importance - comment la consommation est-elle prise en compte?", explique le Prof. Hans-Jörg Bullinger, Président de la société Fraunhofer. L'objectif consiste à poser les bases fondamentales nécessaires pour une mobilité électrique d'ici deux ans. D'après lui, une procédure systématique est importante pour que l'industrie automobile allemande reste compétitive.

L'une des clés dans cette thématique est la batterie. En effet, les moteurs électriques ont l'avantage d'être nettement plus efficaces que les moteurs thermiques, leur rendement étant d'environ 90% contre 35% pour des moteurs à essence ou des moteurs diesel. Leur présence sur le marché dépendra du développement des systèmes de stockage de l'énergie. Pour cela, de nombreux chercheurs tentent d'élaborer des accumulateurs lithium-ion répondant aux exigences des voitures. A cette fin, ils remplacent par exemple des électrolytes combustibles dangereux par des polymères stables, cherchent des matériaux moins polluants et plus stables et construisent des systèmes efficaces de management de la batterie. Les experts testent aussi la combinaison de nouveaux composants de véhicules et d'interfaces sur des véhicules de démonstration et dans des centres d'essai spéciaux. Ainsi, un réseau de bord électrique peut être installé pour pouvoir piloter le flux électrique de façon à imbriquer l'électronique haute tension et haute puissance dans le système véhicule. Ces nouvelles fonctions de composants peuvent par exemple être testées à l'Institut Fraunhofer de recherche sur les systèmes intégrés et la technologie des composants (IISB) à Erlangen. Y sont testées et améliorées les perturbations électromagnétiques, la dynamique de la conduite ou la combinaison de moteurs électrique et thermique. Les moteurs hybrides y sont également testés depuis quelques temps. Le Dr. Martin März travaille par exemple sur un véhicule de démonstration hybride à traction avant, basé sur le modèle de voiture Audi TT [1] : deux moteurs électriques sont montés sur l'axe arrière. Le transformateur de tension d'une taille équivalente à celle d'un ordinateur portable et les batteries se trouvent dans le coffre. "A court et à moyen terme, le pourcentage de véhicules hybrides va augmenter fortement, à long terme, il sera complété par un pourcentage croissant de véhicules totalement électriques", pronostique le Dr. März.

Pour la nouvelle infrastructure qui va de pair avec les véhicules électriques et hybrides rechargeables, l'existence de standards internationaux est essentielle, par exemple pour l'interface véhicule - réseau électrique. Constructeurs automobiles et fournisseurs d'électricité se sont déjà mis d'accord sur une prise normalisée pour la recharge des véhicules : avec 5 broches, elle devrait permettre la recharge des véhicules électriques plus rapidement qu'une prise commune. Il ne s'agit cependant pas des seuls composants : les constructeurs de différentes disciplines examinent l'ensemble du système énergétique des véhicules et de l'approvisionnement en énergie.

Cependant, l'efficacité environnementale de l'électromobilité ne peut être satisfaite que si l'électricité utilisée pour la propulsion des véhicules est majoritairement renouvelable. Son pourcentage doit être largement augmenté dans les années qui viennent. A noter que l'énergie solaire et éolienne entraînent une instabilité de l'offre énergétique. Là aussi, la nature de la technologie utilisée pour le stockage joue un rôle clé. Les grands éléments de stockage fixes ne sont pas les seuls éléments à maintenir la stabilité électrique : les batteries des véhicules électriques peuvent y contribuer : par grand soleil ou par vent fort, elles stockent l'énergie excessive et en reconduisent une partie dans le réseau quand le vent est calme ou lorsque le ciel est nuageux. Car même en période de pointe, environ 95% des véhicules stationnent sur des parkings. Les ordres de grandeur sont remarquables : si 10% de tout le parc automobile allemand était constitué de véhicules hybrides (pouvant stocker 1 kWh), l'ensemble atteindrait un total de 4,6 GWh. En supposant que ce parc soit exclusivement constitué de véhicules électriques (pouvant stocker 15 kWh), cette quantité d'énergie atteindrait 690 GWh, une quantité d'énergie permettant d'alimenter l'ensemble du réseau allemand pendant 10 heures.

De grands changements s'annoncent dans l'ensemble du cycle de fonctionnement de l'automobile : les véhicules électriques devraient être rechargés au domicile, sur le lieu de travail ou dans des parkings sous-terrains, et plus seulement dans les stations. Les constructeurs doivent se préparer à la transformation de l'infrastructure et des concepts de mobilité.

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- [1] "Technologie hybride la société Fraunhofer", BE Allemagne 395 - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/55536.htm - 24/07/2009
- Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF), Bartningstraße 47, D64289 Darmstadt/Kranichstein - tél : +49 615 170 5221 - holger.hanselka@lbf.fraunhofer.de - http://www.lbf.fraunhofer.de

Code brève
ADIT : 59660

Communiqué de presse, Fraunhofer-Gesellschaft - 18/06/2009

Nadia Heshmati, nadia.heshmati@diplomatie.gouv.fr

BE Allemagne numéro 442 (24/06/2009) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59660.htm