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La voiture électrique

Cela fait des années que nous parlons du réchauffement climatique et de l'effet de serre.
En plus de ces problèmes, nous devons faire face à l'épuisement du pétrole. Pour ne pas se retrouver sans moyen de transport, nous devons trouver des alternatives.  
Ce dossier expose les différents composant des voitures électriques, leur fonctionnement, des informations sur la consommation électrique, l'achat,...
Vous saurez tout sur ces nouveaux petits bolides qui nous rejoignent petit à petit.
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Sommaire du dossier

Pour commencer ce dossier, nous allons parler des différents composants qu'abritent les voitures électriques. Ce premier chapitre est un peu technique mais nécessaire pour comprendre les avantages et inconvénients des voitures électriques. Ainsi que les prix (qui diffèrent par rapport aux technologies présentes) des différents véhicules.

Les composants et leur fonctionnement

Chaque constructeur de véhicules électriques utilise un matériel qui lui est propre. Tous les composants décrits ici ne sont pas présents dans tous les véhicules électriques. Cependant certains composants sont vitaux au fonctionnement du véhicule, nous commencerons pas détailler ceux-ci.

La batterie

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La batterie est le composant les plus important dans une voiture électrique. Sans elle, il n'y a pas d'énergie stockée. Certaines voitures électriques sont basées sur l'énergie solaire mais elles doivent aussi disposer de batteries pour bénéficier d'électricité dans n'importe quelle condition.
Actuellement, les batteries les plus répandues sont les batteries lithium-Ion aussi appelées Li-Ion. Elles ont la plus grande densité d'énergie (l'énergie déployée pour une masse donnée).

La durée de fonctionnement d'une batterie lithium-ion est encore bien trop courte. L'autonomie du véhicule ne sera jamais égale à l'autonomie d'un véhicule thermique avec la technologie actuelle. 
Cette durée de fonctionnement dépend de l'électrode positive, les électrodes actuelles ne sont pas assez stables chimiquement pour permettre une utilisation de longue durée.

La durée de charge d'une batterie Li-Ion est très grande (six à huit heures pour une charge complète). Encore une fois, cette contrainte est due à l'électrode (négative), qui supporte très mal les chargements trop rapides. Ce problème de temps de charge peut "facilement" être supprimé en utilisant des batteries rackables échangeables directement à la pompe. L'approvisionnement seraient même plus rapide qu'un plein de diesel.

Les batteries Li-Ion doivent également gagner en sécurité. En effet, elles ont souvent tendance à créer des court-circuits explosifs lors que leur température change. Leur température doit rester à 25°C pour une sécurité optimale.

Avec tous ces points faibles, on se rend compte que la batterie lithium-Ion n'est pas vraiment une solution optimale. Mais en plus de tout ça, son prix est très élevé et sa matière première (le lithium) est disponible en petite quantité sur terre.

Mais le lithium n'est pas un élément limité en possibilités. Il peut être assemblé avec n'importe quel élément. Nous pourrions donc trouver des électrodes plus performantes que les électrodes actuelles en graphite et cobalt.
Quoi qu'il en soit les batteries Li-Ion sont les seules batteries qui peuvent êtres utilisées dans les véhicules électriques.

Les moteurs

Les moteurs électriques sont connus depuis des centaines d'années, leurs performances étaient déjà très grandes. Actuellement les véhicules électriques sont équipés avec des moteurs qui n'étaient pas destinés à une utilisation mobile. Ces moteurs sont donc trop lourds et trop volumineux.

La société Phenix a mis au point un moteur à "flux axial" permettant un rendement de 15 Kw pour 16kg et des dimensions de 30 cm sur 13cm ce qui est très petit. Assez petit pour être directement incorporé dans les roues.
Des moteurs incorporés dans les roues permettraient de réduire le volume du capot et donc de repenser tout le design des voitures. 
Michelin a déjà incorporé les moteurs dans les roues, cette technologie a été appelée Active Wheel.
Du coté du moteur, nous disposons de toute la technologie nécessaire, il ne reste plus qu'à leur fournir l'énergie nécessaire à leur fonctionnement. 

Le super condensateur

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Il permet de fournir la puissance nécessaire pour les accélérations lors que les batteries sont trop lentes. Il permet de stocker une quantité d'électricité qui peut être utilisée en une fois alors que les batteries sont plus lentes à réagir. Les accélérations seront donc plus puissantes et plus rapide.
Le super condensateur n'est pas nécessaire pour des petits véhicules de ville qui ne doivent pas avoir de fortes accélérations en un temps très court.

Le moteur thermique

Le moteur thermique est utilisé dans les voitures hybrides et dans les voitures actuelles. En effet, les voitures hybrides sont comprises dans la catégorie des voitures électriques. Encore une fois, ce composant n'est pas obligatoire pour les voitures citadines. Le moteur thermique permet une utilisation électrique en ville lors que la vitesse ne dépasse pas les 60km/h. Lorsque cette vitesse est atteinte, le moteur thermique prend le relais et recharge les batteries grâce à l'alternateur qui lui est couplé.
 

Le panneau solaire

Pour recharger les batteries d'une voiture électrique, on utilise le plus souvent des prises de courant. Mais pourquoi ne pas embarquer un panneau photovoltaïque qui permettrait de recharger les batteries tout en roulant ? Les panneaux solaires peuvent même recharger la batterie à l'arrêt ce qui réduirait les rejets de CO2 à zéro et rendrait le véhicule 100% autonome. Tous les véhicules électriques ne sont pas équipés de panneaux photovoltaïques mais de plus en plus de prototypes tels que la Renault Zoé (voire liste des constructeurs) en sont équipés.

Et la pile à combustible dans tout ça ?

Il y a quelques années, nous entendions parler de la pile à combustible à tout bout de chant. Cette technologie basée sur la réaction de l'hydrogène et de l'oxygène permet de produire une grande quantité d'énergie tout en disposant d'une autonomie très importante.

Malheureusement, la pile à combustible nécessite la production d'hydrogène.
Actuellement la production d'hydrogène est assurée par le méthane (gaz naturel) et rejète énormément de CO2.
Une autre façon de produire de l'hydrogène est l'électrolyse de l'eau qui nécessite énormément d'électricité et ne serait donc pas rentable.
En effet, produire de l'hydrogène à partir d'électricité pour utiliser l'hydrogène pour produire de l'électricité ne pourra jamais être moins énergivore que l'utilisation directe de l'électricité dans une batterie. 
Pour le moment, avec les modes de production de l'hydrogène, l'idée n'est malheureusement pas avantageuse. 

Les constructeurs et modèles disponibles

Actuellement, de nombreux véhicules électriques sont en vente ou en projet. Voici une liste non exhaustive des prototypes et véhicules électriques :

Les tout-électriques

Les tout-électriques sont des voitures 100% électriques, elles sont dépourvues de moteur thermique. 
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Hybrides

Les voitures hybrides sont des voitures équipées d'un moteur thermique permettant une utilisation électrique en ville ou à basse vitesse. Le moteur thermique est utilisé pour les pointes de vitesse ou les longues distances.Les voitures hybrides sont actuellement plus courantes que les voitures tout-électrique.

Conclusion

La voiture électrique a tout pour plaire, elle est écologique, puissante, de plus en plus au point et certains modèles sont déjà disponibles. 
L'inconvénient des voitures électriques est que les technologies utilisées ne sont pas toujours écologiques. En effet, la fabrication des batteries Lithium-ion demande beaucoup d'énergie et des composants qui ne sont pas toujours respectueux de l'environnement.

Un des autres inconvénient est souvent le prix: Beaucoup des modèles actuels sont chers. Les technologies présentes dans les voitures électriques sont très neuves donc souvent onéreuses. 

Le plus grand avantage des voitures électriques est qu'elles sont respectueuses de l'environnement. En effet, elles rejettent très peu de CO2, les seuls rejets de CO2 sont issus de la production de l'électricité consommé. C'est pourquoi de nombreux prototypes sont équipés de panneaux solaires afin de rejeter le moins de CO2 possible et d'accroitre l'autonomie du véhicule.

Car l'autonomie reste actuellement un problème dans les voitures électriques. C'est pour cela que les voitures hybrides ont actuellement plus de succès que les voitures tout-électriques.

En attendant les nouvelles batteries, pourquoi ne pas se tourner vers une voiture hybride ?