"Comment éviter les pollutions provoquées par l'essence et le diesel", par Ezra Banoun

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Ezra Banoun, expert en énergies renouvelables et membre du comité scientifique de Israël Science Info présente ici des solutions pour éviter les pollutions provoquées par l’essence et le diesel.

L’article Les carburants et la pollution atmosphérique (Gouvernement du Canada), indique que « La consommation de carburant contribue grandement à la pollution atmosphérique ainsi qu’aux émissions de gaz à effet de serre : en 2007, les émissions du secteur des transports représentaient environ 27 % de l’inventaire total des émissions au Canada. Matières particulaires, oxydes d’azote, composés organiques volatils, benzène, métaux et dioxyde de soufre sont autant de polluants causés par la combustion de carburants. Plusieurs de ces polluants contribuent à la formation du smog ».

Il ne s’agit pas simplement d’émissions de gaz carbonique « à effet de serre », de gaz toxiques tels que l’oxyde de carbone si la combustion n’est pas complète, mais aussi d’autres polluants de l’air tels que  oxydes d’azote, composés organiques volatils, benzène, métaux et dioxyde de soufre. Il s’agit surtout de pollution de type « pathogène » c’est-à-dire ayant une influence grave sur la santé de la population provoquée par la diffusion de particules fines.

Les constructeurs de moteurs au diesel plus dangereux de ce point de vue ont conçu et installé des filtres permettent d’éviter le gros de la « masse » des particules fines ; mais ces filtres  ne constituent pas une solution adaptée car ils ne sont pas capables de filtrer les particules les plus fines, les plus dangereuses et les plus nombreuses, en particulier dans les moteurs diesel. Malheureusement, l’introduction et la généralisation du système à injection directe dans les moteurs à essence, qui permet de réduire la consommation d’essence au km, a produit le développement de l’émission  de particules fines « pathogènes » à un niveau similaire à celui des moteurs diesel.

Il semble faut donc remplacer l’essence et le diesel par d’autres carburants.

Les solutions possibles

Afin de cesser l’utilisation des carburants actuels, essence et diesel, trois solutions technologiques sont à l’étude :

1- utilisation d’un carburant liquide nouveau produit à partir de gaz naturel

2- transition vers des véhicules électriques dotés de batteries de stockage de l’électricité

3- transition vers des véhicules électriques alimentés par câble souterrain

4- transition vers des véhicules électriques dans lesquels l’électricité est produite à partir d’une réaction chimique de l’hydrogène dans une pile à combustible : plus besoin de batteries de stockage, l’hydrogène peut être rempli en quelques minutes.

L’utilisation de carburant liquide à base de gaz naturel

Selon l’article ‘’Bilan sur le gaz naturel comme énergie alternative pour les voitures’’ de eniblog, «Le gaz naturel utilisé comme alternative à l’essence a des avantages. C’est un carburant considéré comme propre : il produit 15 % de gaz à effet de serre de moins que l’essence. Les économies qu’il permet de réaliser sont comparables au diesel, mais avec 95 % d’émission de particules en moins. Il est moins bruyant que les carburants classiques ».

Dans mon article « La révolution de l’énergie en Israël’’ publié dans Israel Science Info «Le gaz naturel véhicule (GNV) permet de réduire de façon sensible la pollution de l’air des villes provoquée par l’utilisation des moteurs à essence : 93% des particules fines, 52% des oxydes d’azote et 23% de gaz carbonique. Cette réduction aura une influence positive sur la santé. »

«Le transport en Israël sera basé sur le gaz naturel ou l’électricité », a déclaré le ministre de l’Energie Yuval Steinitz à Tel Aviv le 27 février 2018 (source thetimesofisrael). A partir de 2030, Israël n’autorisera plus l’importation de voitures fonctionnant à l’essence et au diesel. Le  problème principal qui limite l’utilisation du gaz naturel pour les véhicules (GNV) est l’absence d’infrastructure de distribution. Israël aide à l’investissement pour les stations de carburant GNV et subventionne le remplacement des bus diesel existants par des bus GNV.

Les véhicules électriques dotés de batteries de stockage

C’est la solution choisie par les autorités françaises pour remplacer les voitures à essence et diesel. Mais le développement de cette solution se heurte à des obstacles :

• en l’absence d’une infrastructure permettant de recharger rapidement les batteries, l’utilisation de véhicules électriques de ce type est conditionnée par le rayon d’action que lui confèrent ses batteries : de 280Km pour la Hyundai Ionic plus de 600 Km pour la Tesla. Cette autonomie entraine des prix élevés (de plus de 32000€ pour la Nissan Leaf à plus de 140000€ pour la Tesla)
• un second frein est d’ordre écologique. Carlos Tavares, à l’époque président du directoire de PSA Peugeot Citroën exprime des réserves importantes sur le virage de l’industrie automobile en faveur de ce type de véhicule. « Le monde est fou. Le fait que les autorités nous ordonnent d’aller dans une direction technologique, celle du véhicule électrique, est un gros tournant. Je ne voudrais pas que dans 30 ans on découvre quelque chose qui n’est pas aussi beau que ça en a l’air, sur le recyclage des batteries, l’utilisation des matières rares de la planète, sur les émissions électromagnétiques de la batterie en situation de recharge »
• dans un article publié sur CARADISIAC ‘’Voiture électrique : investissement maximal pour rentabilité nulle ? il est écrit « Selon le journal économique italien Il Sole 24 Ore, la voiture électrique demanderait 225 milliards d’euros d’investissements de la part des constructeurs automobiles d’ici 2023. Problème : la rentabilité sur ce type de véhicule est faible, voire nulle. La santé financière de nombreux constructeurs pourrait alors être menacée ».

Les véhicules électriques alimentes par câble souterrain

Dans mon article « La révolution de l’énergie en Israël » publié dans Israel Science Info «La compagnie israélienne ElectReon a développé une technique permettant aux véhicules électriques de se recharger en roulant (source The Times of Israel). Un câble de cuivre posé dans l’asphalte et relié à un transformateur au bord de la chaussée permet le rechargement des véhicules en train de rouler via un dispositif sans fil. Les autobus, par exemple, seraient encore en mesure de rouler sur cinq kilomètres après avoir quitté la chaussée électrique. La nouvelle technique a été testée avec succès au nord de Tel-Aviv.

ElectReon achève actuellement la construction d’un nouveau tronçon d’essai au nord de Netanya. L’objectif n’est en effet pas d’éliminer complètement la batterie des véhicules électriques, mais bien de réduire leur capacité et leur poids tout en augmentant l’autonomie des véhicules et d’éviter les arrêts pour recharge sur les longues distances. Ainsi, il ne serait pas nécessaire d’équiper toutes les routes avec le système d’induction, mais seulement certains tronçons, sur lesquels les véhicules pourraient recharger leur batterie tout en roulant.

Un autre article ‘’Sweden: Israeli technology behind construction of world’s ‘first electric road’ (voir Israel Science Info) rapporte que la société ElectReon va réaliser la construction de 1.6km de route câblée.

Les véhicules électriques alimentés par pile à hydrogène

L’hydrogène est considéré par les experts comme le carburant le plus prometteur pour remplacer l’essence et le diesel. Le Japon, l’Allemagne et les Etats-Unis ont investi des ressources financières importantes pour mettre au point des technologies vertes pour le produire à des coûts acceptables.

Le premier problème est qu’il était indispensable de résoudre était de trouver un procédé qui permette de surmonter les inconvénients du procédé actuel : coût énergétique excessif et production de gaz carbonique. Le Technion, comme d’autres centres de recherche dans le monde ont mis au point des solutions à base photovoltaïques. Dans le cas du Technion, il s’agit d’une cellule photoelectrochimique (PEC) capable de faire la séparation entre l’oxygène et l’hydrogène sans aucun apport d’énergie externe et sans production de gaz carbonique (voir Israel Science Info)

La percée technologique du Technion consiste à :

– produire de l’hydrogène dans des centrales solaires éloignées des points de vente

– transporter l’hydrogène des centrales solaires aux stations de distribution de l’hydrogène aux voitures

– distribuer l’hydrogène aux clients

Dans un article récent d’Israel Science Info on peut lire « Les chercheurs ont mis au point ce procédé nouveau et unique, le fractionnement de l’eau E-TAC (fractionnement de l’eau électrochimique par activation thermique), basé sur une action cyclique. A la première étape, la cathode produit de l’hydrogène et l’anode modifie la composition chimique sans produire d’oxygène. A la deuxième étape, la cathode est passive tandis que l’anode produit de l’oxygène. À la fin de la deuxième étape, l’anode revient à son état initial et le cycle recommence. Sur la base de cette technologie, les chercheurs ont créé la start-up H2Pro, qui s’occupe de la traduction en une application commerciale» et encore « La technologie E-TAC devrait permettre de réduire les coûts d’exploitation et les coûts d’équipement. H2Pro estime que le coût de production d’hydrogène dans E-TAC sera d’environ la moitié du coût des équipements basés sur les technologies existantes. Les premières estimations indiquent la possibilité de produire de l’hydrogène à l’échelle industrielle à des coûts compétitifs par rapport à la production de gaz naturel (SMR, Steam Methane Reforming), sans émissions de CO2 dans l’atmosphère ».

Ezra Banoun pour Israël Science Info

Septembre 2019

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