Réflexion sur le rendement d'un VE

[Ocni]

On parle souvent du superbe rendement d'une motorisation électrique par rapport au thermique.

J'ai dans ma tête 3 chiffres que j'ai toujours utilisés comme base dans les "discussions de bar" :

- essence 35% au mieux

- diesel 40% au mieux

- électrique 90% au pire

Comme j'ai dit dans le titre c'est une réflexion donc si quelqu'un est en mesure d'invalider ces chiffres qu'il ne se prive pas au contraire c'est l'idée (par contre attention, l'idée n'est pas d'aller pinailler, je précise y a des experts sur le forum 😉).

 

Ma réflexion est donc sur 2 points :

1er point : le rendement de 90% de l'électrique, sauf erreur c'est plutôt 95% de base mais qui tombe a 90% a cause des pertes durant la charge de la batterie non ? autrement dit si on parle véritablement de rendement uniquement au niveau de la chaine de traction ce ne serait que mentir a demi-mot de dire que le rendement en électrique est de 95% (que je sache les rendements des VT sont également donnés pour la chaine de traction et ne prennent pas en compte non plus les "pertes de production" du carburant)

2éme point : Si on parle de rendement sur la chaine de traction pourquoi ne pourrait-on pas considérer sur celle du VE la partie régénération comme étant une partie intégrante du rendement ? car (sauf a rouler à 100% sur autoroute) elle doit bien permettre d'augmenter l'autonomie de +/- 10% (là pour le coup si quelqu'un a des chiffres étayés a ce sujet je serais curieux)

 

Conclusion :

Si on part donc de 90% qu'on ramène à 95% (avec mon 1er point) et qu'ensuite on inclue la régénération (2éme point) on pourrait dire qu'un moteur électrique a un rendement de 105% !

En gros ce que j'aimerais c'est pouvoir dire en tout certitude "VT rendement <40% - VE rendement >100%", comme çà cela interpelle bien plus (>100% c'est pas possible 😆) et on peut s’accaparer l'auditoire plus facilement 😎

 

Voilà voila c'est un truc que je me disais... sauf que mes fréquentations de bar ne sont pas assez "étoffées" dans le domaine pour ce genre de réflexion du coup je le fais ici 😆.

 

Je compte sur vous pour killer ou plussoyer mon raisonnement

Modifié janvier 8, 2020 par Ocni

[Invité]

Il y a 2 heures, Ocni a dit :

sauf que mes fréquentations de bar ne sont pas assez "étoffées"

Moi aussi, mes longs séjours chez "Lulu la Nantaise" ne me permet pas de soutenir une conversation scientifique...
Il me semble qu'un bon VT à un rendement < 30 %.
Le meilleur rendement d'un moteur thermique est obtenu sur un bateau avec du pétrole brut : <= 50 %
Pour l'électrique, le moteur a rendement de 90 %... C'est une bonne valeur.
Le couple et la consommation d'un moteur électronique seront certainement améliorés.
Exemple, on pourrait reprendre la technique du rotor extérieur qu'avait développé  Hydro-Québec.
Bref, l'avenir est dans le VE... Lulu, j'ai soif !

[madzox]

Il y a 2 heures, Ocni a dit :

2éme point : Si on parle de rendement sur la chaine de traction pourquoi ne pourrait-on pas considérer sur celle du VE la partie régénération comme étant une partie intégrante du rendement ? car (sauf a rouler à 100% sur autoroute) elle doit bien permettre d'augmenter l'autonomie de +/- 10% (là pour le coup si quelqu'un a des chiffres étayés a ce sujet je serais curieux)

Et non ! En réalité ça diminue le rendement... Puisqu’il faut intégrer le rendement de régénération.

 

Exemple :

 

Cas sans régéneration : 10 kWh utilisés pour avancer *1,05 = 10,5 kWh prélevés dans la batterie. 

 

Cas avec régénération à 100% : 10 kWh utilisés pour avancer *1,05 = 10,5 kWh prélevés dans la batterie puis 10 kWh régénérés soit 10*0.95=9,5 kWh rentrés dans la batterie.

 

Donc au final, même si régénère la totalité de l’énergie qui nous a servit à avancer (ce qui est impossible, mais on se place dans le cas théorique le plus favorable, sans frottements, etc...), les 10 kWh nécessaires pour avancer nous auront coûter 10,5 kWh sans régénération et 11 kWh avec régénération. Soit un rendement de 95% sans régénération et 91% avec.

 

C'est là toute la théorie du "pulse and glide" qui veut que l'on régénère le moins possible pour consommer le moins possible.

Modifié janvier 8, 2020 par madzox

[zeta]

Il y a 2 heures, Ocni a dit :

Si on part donc de 90% qu'on ramène à 95% (avec mon 1er point) et qu'ensuite on inclue la régénération (2éme point) on pourrait dire qu'un moteur électrique a un rendement de 105% !

En gros ce que j'aimerais c'est pouvoir dire en tout certitude "VT rendement <40% - VE rendement >100%", comme çà cela interpelle bien plus (>100% c'est pas possible 😆) et on peut s’accaparer l'auditoire plus facilement 😎

De façon générale, quand on arrive à des rendements supérieur à 100% dans les discussions, c'est qu'on a merdé.

Dire quelque chose de faux va bien interpeller, mais ça va être difficile d'être constructif sur la discussion qui va suivre.

Si on met un véhicule thermique moderne en haut d'un col, et qu'on le laisse descendre, il va produire de l’électricité par l'alternateur, générer de la chaleur par le frein moteur, et pourtant ne pas consommer de carburant (il coupe l'injection dans les descentes). Donc un VT a un rendement supérieur à 100% aussi ? (rendement infini d'ailleurs, car production d'énergie avec consommation nulle...). Non, ce n'est pas sérieux.

 

 

Le rendement individuel des éléments est intéressant, mais le principal c'est :

* Consommation du réservoir à la roue => facile à calculer, mais sous estime des choses importantes

* Consommation du puits à la roue => l'idéal, mais complexe à calculer

 

Pour le réservoir à la roue, par exemple (en suivant https://fr.wikipedia.org/wiki/Densité_d'énergie):

* VE = 20kWh pour 100km

* VT essence = 6l pour 100km. A 34MJ/l => 34 * 6 = 204MJ/100km => 57 kWh/100km

 

Donc le VE consomme seulement un tiers du VT dans cet exemple ( à ajuster avec vos chiffres). Quel est le rendement de chaque élément dans l'ensemble (batterie, moteur, transmission, déformation du pneu, ...) responsable de la différence est un détail.

 

Pour le puits à la roue, il faut prendre en compte l'énergie pour le transport et le traitement du pétrole ou la génération d'électricité et son transport, ce qui est difficile à faire, car les chiffres ne sont pas facilement disponibles. Si ça t’intéresse, cherche sur le net, d'autres s'y sont déjà collés (peut être même trouvable sur ce forum).

[hybridex]

Pour un comparatif de rendement sérieux, il faut partir d'énergie primaire, ce qui n'est pas le cas de l'électricité. Il est d'autre part difficile de faire des comparatifs précis avec des sources fiables concernant les rendements mais je peux proposer une approximation raisonnable.

Un diesel consommant 5,5l aux 100/km consomme 55 kWh d'énergie primaire

Si les 20 kWh consommés par le VE sont l'énergie fournie par la batterie avec un rendement de charge de 85% (valeur sans doute un peu pessimiste).

Il faut compter 10% de perte de distribution. rendement de distribution 90%

la production d'électricité par turbine à gaz et cogénération atteint facilement 60%

Les 20 kWh du VE correspondent donc à 20/(0,85x0,90x0,60) = 43,6 kWh

 

En prenant des hypothèses plutôt pessimistes pour le VE, le diesel consomme encore 30% de plus que le VE, alors que l' hypothèse de  consommation du diesel est plutôt optimiste. J'avais une source qui me donnait une consommation moyenne de 64 kWh pour le diesel et 72 pour l'essence que je ne retrouve malheureusement pas

 

Le rendement supérieur du VE n'est en outre que l'un de ses avantages pour l'environnement. Lui au moins peut être alimenté à partir de sources propres et sans émissions nocives.

[zeta]

Il y a 4 heures, hybridex a dit :

Pour un comparatif de rendement sérieux, il faut partir d'énergie primaire, ce qui n'est pas le cas de l'électricité. Il est d'autre part difficile de faire des comparatifs précis avec des sources fiables concernant les rendements mais je peux proposer une approximation raisonnable.

Un diesel consommant 5,5l aux 100/km consomme 55 kWh d'énergie primaire

Si les 20 kWh consommés par le VE sont l'énergie fournie par la batterie avec un rendement de charge de 85% (valeur sans doute un peu pessimiste).

Il faut compter 10% de perte de distribution. rendement de distribution 90%

la production d'électricité par turbine à gaz et cogénération atteint facilement 60%

Les 20 kWh du VE correspondent donc à 20/(0,85x0,90x0,60) = 43,6 kWh

 

En prenant des hypothèses plutôt pessimistes pour le VE, le diesel consomme encore 30% de plus que le VE, alors que l' hypothèse de  consommation du diesel est plutôt optimiste. J'avais une source qui me donnait une consommation moyenne de 64 kWh pour le diesel et 72 pour l'essence que je ne retrouve malheureusement pas

 

Le rendement supérieur du VE n'est en outre que l'un de ses avantages pour l'environnement. Lui au moins peut être alimenté à partir de sources propres et sans émissions nocives.

Je ne suis pas vraiment d'accord avec ton approche sur les points suivants:

* Les 5,5l du diesel ne sont pas vraiment une énergie primaire. Le pétrole est raffiné pour devenir du gazole.

* Tu fais d'un côté le calcul avec la distribution et la production d'électricité (donc pas loin du puits à la roue) pour le VE, et de l'autre tu ne prends pas en compte le raffinage, le transport, la distribution (donc seulement réservoir à la roue) pour le VT.

 

[Invité]

il y a 31 minutes, zeta a dit :

Je ne suis pas vraiment d'accord avec ton approche sur les points suivants:

* Les 5,5l du diesel ne sont pas vraiment une énergie primaire. Le pétrole est raffiné pour devenir du gazole.

* Tu fais d'un côté le calcul avec la distribution et la production d'électricité (donc pas loin du puits à la roue) pour le VE, et de l'autre tu ne prends pas en compte le raffinage, le transport, la distribution (donc seulement réservoir à la roue) pour le VT.

 

ce qui prouve encore bien plus que le VE est le plus économique en énergie que n'importe quel VT

l'écart est encore bien plus important dans la réalité

 

[Anakil]

Le problème est qu'il est toujours difficile à faire comprendre cela aux gens, car peu de gens connaissent réellement la filière pétrolière (savoir qu'une raffinerie consomme beaucoup d'électricité n'est pas forcément une évidence pour tous par exemple), et la plupart des gens ne considéreront pas dans leur calcul les camions citernes ou même l'exploitation du pétrole qui consomme à elle seule beaucoup d'énergie. Or pour l'électricité, cela "semble" plus simple et connu, donc les gens critiquent plus facilement (vu qu'on utilise l'électricité ailleurs, et qu'on sait généralement qu'elle vient d'une centrale via des lignes électrique jusqu'à nous en gros 😛 ). 

Modifié janvier 11, 2020 par Anakil

[hybridex]

Il y a 22 heures, zeta a dit :

Je ne suis pas vraiment d'accord avec ton approche sur les points suivants:

* Les 5,5l du diesel ne sont pas vraiment une énergie primaire. Le pétrole est raffiné pour devenir du gazole.

* Tu fais d'un côté le calcul avec la distribution et la production d'électricité (donc pas loin du puits à la roue) pour le VE, et de l'autre tu ne prends pas en compte le raffinage, le transport, la distribution (donc seulement réservoir à la roue) pour le VT.

 

Je suis d'accord avec tes correctifs. Cependant les turbines des centrales  électriques ne fonctionnement pas non plus avec du pétrole brut surgissant directement du puits pour alimenter leurs injecteurs de carburant. D'où une difficulté à tenir compte des différentes pertes induites sans pinaillages que je souhaite éviter.

 

C'est pourquoi je tiens à mon approche qui permet de montrer la  supériorité incontestable de la voiture électrique dans l'utilisation de l'énergie primaire, quelle que soit cette énergie, et même sans savoir la quantifier de façon précise.

 

Il y a des opposants au VE parce que l'électricité est d'origine nucléaire  mais des VE utilisant de l'électricité produite par des turbines à gaz sont bien préférables à du diesel. Bien moins de pollution et meilleur rendement

Il y a des partisans de l'alcool carburant. Il est plus performant de produire de l'électricité avec cet alcool pour alimenter un VE que de le brûler directement dans un VT adapté pour les mêmes raisons

[Blueplanet]

Le 08/01/2020 à 17:11, Ocni a dit :

On parle souvent du superbe rendement d'une motorisation électrique par rapport au thermique.

J'ai dans ma tête 3 chiffres que j'ai toujours utilisés comme base dans les "discussions de bar" :

- essence 35% au mieux

- diesel 40% au mieux

- électrique 90% au pire

Comme j'ai dit dans le titre c'est une réflexion donc si quelqu'un est en mesure d'invalider ces chiffres qu'il ne se prive pas au contraire c'est l'idée (par contre attention, l'idée n'est pas d'aller pinailler, je précise y a des experts sur le forum 😉).

 

Ma réflexion est donc sur 2 points :

1er point : le rendement de 90% de l'électrique, sauf erreur c'est plutôt 95% de base mais qui tombe a 90% a cause des pertes durant la charge de la batterie non ? autrement dit si on parle véritablement de rendement uniquement au niveau de la chaine de traction ce ne serait que mentir a demi-mot de dire que le rendement en électrique est de 95% (que je sache les rendements des VT sont également donnés pour la chaine de traction et ne prennent pas en compte non plus les "pertes de production" du carburant)

2éme point : Si on parle de rendement sur la chaine de traction pourquoi ne pourrait-on pas considérer sur celle du VE la partie régénération comme étant une partie intégrante du rendement ? car (sauf a rouler à 100% sur autoroute) elle doit bien permettre d'augmenter l'autonomie de +/- 10% (là pour le coup si quelqu'un a des chiffres étayés a ce sujet je serais curieux)

 

Conclusion :

Si on part donc de 90% qu'on ramène à 95% (avec mon 1er point) et qu'ensuite on inclue la régénération (2éme point) on pourrait dire qu'un moteur électrique a un rendement de 105% !

En gros ce que j'aimerais c'est pouvoir dire en tout certitude "VT rendement <40% - VE rendement >100%", comme çà cela interpelle bien plus (>100% c'est pas possible 😆) et on peut s’accaparer l'auditoire plus facilement 😎

 

Voilà voila c'est un truc que je me disais... sauf que mes fréquentations de bar ne sont pas assez "étoffées" dans le domaine pour ce genre de réflexion du coup je le fais ici 😆.

 

Je compte sur vous pour killer ou plussoyer mon raisonnement

Moi je suis d'accord, plus je roule en VE et plus je fabrique de l'énergie que je vais stocker et revendre. Aïe : dans 25 ans on va déborder d'énergie qui va tout polluer. MDR

 

[Gégé]

Un élément de "réflexion" :

 

[Ocni]

Il y a 14 heures, Blueplanet a dit :

Moi je suis d'accord, plus je roule en VE et plus je fabrique de l'énergie que je vais stocker et revendre. Aïe : dans 25 ans on va déborder d'énergie qui va tout polluer. MDR

 

Je me disais bien qu'il y en aurait eu un pour faire l'amalgame...

Je ne parle pas de "création d'énergie" mais de rendement...

[Blueplanet]

Le 13/01/2020 à 10:47, Ocni a dit :

Je me disais bien qu'il y en aurait eu un pour faire l'amalgame...

Je ne parle pas de "création d'énergie" mais de rendement...

je plaisantais...

Modifié janvier 15, 2020 par Blueplanet

[teebex]

Intéressante cette réflexion, mais à mon avis la réponse est à la fois plus simple et plus complexe...

Plus simple : 

Pour mesurer une consommation (litres d'essence/ gasoil ou kWh au 100 km) il n'existe qu'un moyen simple : faire le plein, parcourir x km, refaire le plein. Inutile de s'encombrer l'esprit avec la conversion DC/AC ou la régénération, elles participent à l'efficience d'un VE tout comme la mise en chauffe rapide, l'ERG... participent à l'efficience d'un VT.

 

Donc est-il préférable de consommer x kWh ou y litres ?

D'un strict point de vue du rendement énergétique, cette réponse est très complexe car 

• les centrales au fioul sont des centrales utilisées pour faire face aux pointes des demandes d'électricité. Globalement c'est une très faible fraction de la production totale en France (0,6%) https://total.direct-energie.com/particuliers/parlons-energie/dossiers-energie/comprendre-le-marche-de-l-energie/les-differents-types-de-centrales-thermiques-en-france
• le fioul lourd des centrales électriques n'a rien à voir avec le gazole des voitures, il faudrait donc remonter jusqu'au pétrole brut pour pouvoir les comparer. Pour simplifier la tâche, le fioul lourd a plusieurs origines possibles (https://fr.wikipedia.org/wiki/Fioul_lourd).

Le jeu n'en vaut pas la chandelle.

 

Pour moi la question se pose différemment qu'en terme d'efficience. Si on admet, contraint et forcé, que l'urgence extrême c'est de réduire notre empreinte carbone maintenant avant qu'il ne soit trop tard, le mix de production électrique en France, peu carboné grâce aux centrales nucléaires (hélas) devrait faire apparaître le VE comme une évidence. 

[Blueplanet]

Superbe réponse - la santé de la Planète Terre est l'enjeu.