Édifiant ...

Grave.

Très facile, en gonflant exagérément tous les chiffres, de leur faire dire ce qu'on a envie de dire.
Toujours cette idée que la voiture électrique doit faire aussi bien, voire mieux, que la voiture thermique.
Et puis tout le monde sait bien que les batteries de VE font 100 V, n'est-ce pas ?

Si encore les chiffres n'étaient qu'exagérément gonflés.
Mais en plus les calculs sont faux.
1 000 mm², ça fait un conducteur de 36 mm de diamètre, pas 10 cm.
Et si on passe en 800 V (norme prévue pour la recharge à 350 kW), on descend à 125 mm², soit un diamètre de 12,6 mm.
A-t-on vraiment besoin de recharger en 5 minutes ?
Autre belle connerie bêtise : l'effet de peau ! À 50 Hz ? MDR !
Quant au convertisseur AC-AC...
Je me suis arrêté là dans ma lecture.

Bon, je vais faire le prof. Je sors mon stylo rouge.

Ce que les pouvoirs publics et les constructeurs ne vous disent pas : pourquoi la voiture électrique à batterie ne sera JAMAIS une solution viable ?

Il ne faut JAMAIS dire jamais.

Nous commençons par un calcul pas si simple dans le but de dimensionner la capacité idéale d'une batterie permettant d'obtenir une autonomie comparable à celle d'une voiture à moteur thermique.

Aujourd'hui et pour longtemps, il nous faudra compter une consommation moyenne de 19 kWh/100 km sur autoroute (approximativement). Aussi, pour que la voiture électrique ne reste pas indéfiniment une "seconde voiture", qu'elle puisse vous permettre de partir en vacances et donc concurrence vraiment le moteur thermique, il lui faudra au moins posséder une autonomie de 700 km.

Pour bénéficier d'une autonomie de 700 km, une batterie doit donc emmagasiner 19 x 7 = 133 kWh, à faire tenir dans 300 kg poids considéré comme une limite supérieure par les constructeurs.

Ah bon, quels constructeurs ?

En effet, le poids d'une automobile non seulement limite son autonomie, mais complique aussi la conception du véhicule (trains roulants, châssis).

Une batterie de 300 kg pouvant emmagasiner 133 kWh, nous en sommes encore loin. Mais supposons que nous y arrivions, par exemple dans les 10 ans. Il faudra alors être capable de la recharger en un temps compatible avec les temps de recharge observés pour les véhicules à moteur thermique c'est à dire 5 minutes.

Pourquoi ?

Mais soyons généreux et accordons un temps de recharge allant jusqu'à 10 minutes.

Pourquoi 10 ? Non, ce n'est pas très généreux. Il est très rare qu'on ne s'arrête que 10 minutes dans une station quand on part en vacances.

Pourquoi faudra-t-il des temps de recharge de 10 minutes pour 133 kWh ? Eh bien imaginez les files d'attente sur les stations d'autoroute. Si les temps de recharge devaient durer plus longtemps, il y aurait la queue jusqu'aux péages d'entrée.

J'ai indiqué 133 kWh pour 700 km d'autonomie mais en réalité ce n'est pas tout à fait la capacité de batterie qu'il faudrait exiger.

Une recharge de batterie sur borne rapide ne va que jusqu'à 80% de sa capacité. Pourquoi ? Parce que l'on ne peut effectuer une recharge à courant constant que jusqu'à 80% et que les 20% restants doivent se faire à tension constante sous peine d'explosion de la batterie par surchauffe.

Pas faux mais très mal expliqué.

Or la recharge à tension constante est extrêmement lente.

Bah non, le courant décroît progressivement.

Recharger les 20% restants prennent autant de temps voire plus que la recharge à 80%.

Faux.

C'est pourquoi les constructeurs vous annoncent des temps de recharge à 80% sur bornes dites "rapides", on a ainsi l'impression que les temps de recharge sont courts mais n'oubliez pas que vous ne récupérez que 80% de l'autonomie théorique maximale. En réalité moins que cela car les constructeurs recommandent un rechargement de batterie lorsque sa charge descend sous les 20%.

Faux. Jamais vu de telles recommandations. C'est plutôt sur les forums qu'on lit ça.

En réalité, pour obtenir une autonomie de 700 km il ne faudra donc pas une batterie de 133 kWh mais de 133/0,8 = 166 kWh ... toujours pour 300 kg.

Il faudrait être cohérent : si on garde 20 % de marge en haut et en bas, il ne reste que 60 % utilisable.

Mais soyons optimistes et supposons que dans les 10 ans qui viennent on fabriquera des batteries de 166 kWh pour 300 kg.

Voyons maintenant ce qu'il se passe au niveau de la borne de recharge rapide.

Pour charger la batterie de 166 kWh en 10 minutes, la borne de recharge rapide devra délivrer une puissance de 996 kW soit 1 méga Watt ( 1 MW ). Nous en sommes aujourd'hui à 350 kW.

A 1 MW, le courant de charge sera très élevé et vaudra 10 000 Ampères pour une charge à 100 V.

Pourquoi 100 V ? La quasi totalité des voitures ont des batteries 400 V et 800 V pour les plus grosses. On ne parle pas de voiturettes de golf.

Un tel courant impliquera des sections énormes de conducteurs. On considère généralement qu'une section de conducteur de 1 mm2 permet de transiter un courant de 6 A. En prenant 10 A pour simplifier le calcul, cela nous donne une section de conducteur de 1000 mm2 dont le diamètre sera approximativement 10 cm,

Faux : un conducteur de 1 000 mm² a un diamètre de 36 mm, pas 100 mm.

à multiplier par le nombre de conducteurs du câble de recharge. Et ceci pour une recharge à courant continu car si l'on emploie du courant alternatif, il faut tenir compte de l'effet de peau. Ce phénomène physique implique que le courant ne circule que jusqu'à une profondeur de conducteur d'environ 1 cm à 50 hz.

Effet de peau à 50 Hz ! MDR ! Et comment expliquer qu'on ait des câbles haute tension sur les lignes aériennes d'un diamètre qui peut atteindre 80 mm ?

En courant alternatif, les sections doivent donc être augmentées,

De toutes façons, pour la recharge rapide, à 50 kW et au-dessus, on est en courant continu. Faux problème.

et je passe sous silence les questions de convertisseur AC-CC.

Pourquoi donc le passer sous silence ? Parce que vous n'avez pas d'argument contre ? Ça fait partie du chargeur qui est dans la borne. Où est le problème ? Au passage, on écrit AC-DC (en anglais) ou CA-CC (en français).

En conclusion, des conducteurs de 10 cm de diamètre, c'est ce que devrait manipuler l'automobiliste pour connecter la prise de recharge à son véhicule : impossible.

Faux, voir plus haut.

Il faudra donc envisager des tensions de recharge bien plus élevées.

C'est déjà le cas. 230 V en mono et 400 V en tri à la maison. Les bornes ultra-rapides vont passer en 800 V.

On voit tout de suite les risques d'électrocution du client qui effectuerait une mauvaise manipulation.

Mais à la maison, non ? Ah tiens, c'est bizarre.

Il faudra donc s'orienter vers une conception radicalement différente des bornes de recharge rapide.

Ben non, elles existent déjà et fonctionnent très bien.

On est encore très très loin de ces problématiques qui ne manqueront pas de se poser de toutes façons.

Oui, en effet, on en est très loin. IL faudrait déjà les poser correctement.

Mais ce n'est pas fini.

Pourra-t-on se contenter d'une seule borne de recharge rapide à 1MW par station-service d'autoroute ? A l'évidence NON si tout le monde roulait à l'électrique dans un contexte où le thermique serait interdit.

100 kW par borne, voire 50 kW, c'est suffisant si on mange son sandwich tranquillement sur l'aire de repos et pas en conduisant, ce qui est d'ailleurs interdit. Ça divise le problème par 10 ou 20.

Il faudrait prévoir environ 10 bornes de recharge rapide de 1MW 50 kW par station d'autoroute. La ligne électrique qui alimente la station-service devrait donc être capable de transiter 10 MW (au moins) 0,5 à 1 MW (au plus). Je parle là de ce que les gens appellent encore le réseau EDF.

Et c'est là que ça se complique. Si le réseau électrique Français à très haute tension (400 kV) sera capable dans son ensemble de transiter les puissances requises, si le parc de production français sera capable d'assurer la recharge de millions de batteries pour autant qu'il y ait un minimum de foisonnement et que tout le monde ne recharge pas sa batterie pendant les pointes, c'est sur les derniers kilomètres que le problème se pose.

La partie de réseau qui alimente les stations-service n'est pas capable de transiter 10 MW.

Mais 0,5 MW si.

Il faudra engager des travaux dans les postes source mais aussi tirer des lignes supplémentaires où bien remplacer l'existant par une ligne exploitée à tension plus élevée puis installer un nouveau poste de transformation plus près de la station service.

On voit l'ampleur des chantiers à réaliser et on imagine facilement les difficultés d'autorisations, de financement, etc... car il ne s'agira pas d'une seule station service mais de toutes. On pourra les appeler d'un autre nom que station-service mais il faudra construire l'équivalent.

Il y aura, certes, des travaux à réaliser pour alimenter les stations-service à 0,5 ou 1 MW mais ce n'est pas insurmontable. Ces travaux seront largement payés par les centaines de milliards économisés sur la facture pétrolière.

Imaginons que tout cela soit résolu dans 20 ans, ce qui ne se produira certainement pas, mais imaginons quand-même.

Vous achetez donc votre voiture à batterie de 166 kWh

(50 kWh c'est suffisant et 75 kWh c'est royal)

et vous partez en vacances...en Espagne par exemple.

Mais ça, cher Monsieur, ça sera bientôt fini. D'ailleurs, cette année, ça n'a pas eu lieu et on ne s'en porte pas plus mal. Dans 20 ans, vous partirez en vacances en train (électrique) et vous louerez une voiture sur place, ou un scooter, ou un vélo. Et vous n'irez pas en Espagne ou à l'autre bout du monde. Vous irez en Bretagne où il fera déjà trop chaud, ou plutôt en Norvège où il y a 50 % de voitures électriques et où ça se passe très bien.

Pensez-vous que l'Espagne aura développé son réseau de bornes en phase avec la France... ? Je vous laisse juge.

C'est gentil pour les Espagnols, qui ne sont pas des gens aussi sous-développés que vous semblez le penser. On n'a pas besoin de bornes de "1 MW - 10 minutes" pour recharger la nuit pour les quelques dizaines de kilomètres faits dans la journée en vacances. Une prise 16 A suffit.

Quid des lieux touristiques ?

La voiture, on l'utilise aussi pour se rendre dans les lieux touristiques et y passer ses vacances. Pendant l'été certaines bourgades passent de quelques centaines à plusieurs milliers d'habitants. Va-t-on installer des bornes de recharge pour être capable d'assurer les recharges d'été sachant que 95% d'entre elles ne seront pas utilisées le reste de l'année ? Va-t-on obtenir de RTE les renforcements de réseau nécessaires pour alimenter ces bornes sachant que 90% de ce renforcement de réseau s'avèrera inutile en dehors de l'été ?

Voir plus haut.

Bref, les gens vont acheter des voitures à batterie, ils vont les payer cher, ils vont se rendre compte qu'ils ne peuvent pas partir en vacances avec et il n'en voudront pas. Il essaieront de la revendre dans un marché de l'occasion poussif : qui achètera une voiture électrique dont la capacité de charge aura diminué de 50% par le simple effet du temps ?


Les batteries qui auront perdu trop de capacité (pas 50 % mais 25 %) serviront de stockage stationnaire pour les fameuses énergies dites renouvelables.
Enfin ça, c'est encore un autre débat.

Je ne pense pas que ce soit pour ce problème que les câbles sont multibrins.
C'est plutôt pour qu'ils soient manipulables et enroulables sur tourets.

Et puis, pour que l'effet de peau ne se manifeste pas, il faudrait que les brins soient isolés les uns des autres, ce qui n'est pas le cas.
Quoique, avec les conducteurs en alu, la couche d'oxyde les isole.

Le mec a quand même bien peu d'arguments pour avoir été chercher ça.
Surtout que dans les câbles de charge haute puissance, c'est du continu !

Zéro pointé !

ZElectroVE a écrit:Ah bon ? Pas de stylo rouge ? C'est donc une vérité incontestable.

C'est son hypothèse de départ.
Je préfère montrer les erreurs de raisonnement et de calcul que modifier l'énoncé du problème.
Bon, OK je remets un peu en cause l'énoncé dans la suite, mais il faut bien que j'utilise aussi des arguments douteux sinon ça ne serait pas "fun".

En fait, c'est la conclusion, présentée en début de démonstration pour frapper les esprits.

Les hypothèses, il y en a plusieurs :
- La première, non dite, mais sans laquelle la démonstration ne tient pas : les ressources en pétrole sont infinies.
- Le VE doit avoir la même autonomie que le VT (700 km).
- Cette autonomie doit être obtenue à 130 km/h.
- Le VE doit faire le plein aussi vite que le VT.
- Le poids de la batterie ne doit pas dépasser 300 kg.
- La tension de charge doit être limitée à 100 V.
- On doit pouvoir partir en vacances en voiture à l'autre bout du monde.
- Le financement d'une infrastructure de recharge est impossible.
- Les pays étrangers sont des pays sous-développés.

J'en oublie sûrement mais l'essentiel est là.

Il le pense vraiment ou c'est du second degré ?

Feneck91 a écrit:il parlait bien eau 1er degré

C'est ça. L'H₂, ça se manipule comme de l'eau, c'est connu !