La voiture du futur est en route !

La voiture du futur est en route !

82 milliards de kilomètres! C’est la distance parcourue chaque année par l’ensemble des voitures en Belgique. Cela représente 546 fois la distance de la Terre au Soleil! Avec un tel chiffre, autant dire qu’économiser un seul petit pour cent de la consommation en carburant constituerait une économie énorme et un fameux coup de pouce pour l’environnement.

Mission impossible? Non. Il suffit de produire des voitures plus légères, plus performantes, plus sûres, plus autonomes, mieux adaptées à nos besoins et donc moins gourmandes en énergie. Cette révolution est en marche. Pour alléger la facture environnementale, l’industrie a pris les devants. Comment? Suivez le guide…

Réduire le poids des voitures

C’est le « gros morceau » en ce qui concerne la consommation en carburant. Grâce à l’usage de plus en plus répandu de matières plastiques, les voitures ont déjà perdu quelques kilos. Le plastique est en effet 4 à 8 x plus léger que l’acier. Aujourd’hui, les voitures contiennent en moyenne 18% de plastique. Il n’y en avait que 2% en 1965.

Demain, ces automobiles seront encore plus légères grâce à l’utilisation de nanotubes de carbone dans les polymères. Ces nanotubes sont aussi résistants que l’acier. L’ajout de fibres de carbone dans les matières synthétiques renforce leurs propriétés mécaniques et thermiques.

Un exemple? Une portière en époxyde renforcée par des fibres de carbone est 50% plus légère qu’une structure identique en acier et 30% plus légère qu’une portière du même gabarit en aluminium. Dans un avenir proche, même les jantes des roues devraient passer au “tout en plastique”.

Dans le polyéthylène aussi, l'innovation est en marche. Grâce à l'ajout d'acide lactique dans le processus de fabrication, il est désormais possible de produire un nouveau polyéthylène plus léger, très résistant et qui ne craint pas l'eau. De quoi alléger encore un peu plus les carrosseries.

Des moteurs performants grâce aux lubrifiants de nouvelle génération

Les moteurs modernes deviennent de plus en plus compacts. Ils sont plus performants et moins gourmands en carburant. Mais qui dit moteur plus compact, dit aussi plus de pression (jusqu'à 10 tonnes par cm²) sur les pièces, ce qui donne du travail au lubrifiant. La réponse de la recherche ? Injecter des polymères solubles de titane dans le lubrifiant pour qu'il assure au mieux sa mission. Et c'est déjà un succès !

L'électricité

La mobilité électrique aussi connait des innovations régulières. Les nouvelles batteries plus efficaces ou à recharge rapide, la récupération d'énergie au freinage ou encore les capteurs solaires organiques et transparents qui tapissent le toit des voitures électriques peuvent améliorer les performances des véhicules.
Ces cellules solaires ne servent pas tellement à recharger les batteries pour propulser la la voiture mais plutôt à assurer le bon fonctionnement des outils électriques embarqués (radio, GPS, bluetooth etc.).

La pile à combustible

Le pétrole ne sera pas éternel mais nous voulons tous continuer à conduire notre voiture, nous sommes donc à la recherche de carburants alternatifs. Utiliser d’autres sources d’énergie pour alimenter les voitures, comme l’électricité, est donc également un sujet de recherche et de développement de pointe. Il s’agit autant de mettre au point des batteries plus puissantes et à recharge rapide que de développer des piles à combustible capables de transformer des carburants alternatifs (hydrogène, méthanol) en électricité. Le coeur de la pile à combustible est une membrane semi-perméable qui ne laisse passer que des ions. Ici aussi, les progrès technologiques passent par la chimie.

La piste du graphène 

Le graphène, c’est-à-dire du carbone sous une forme particulière apporte aussi des solutions. Le graphène est une feuille de carbone de l’épaisseur d’un atome. Connu depuis longtemps, il n'a été isolé et étudié pour ses propriétés propres à l’Université de Manchester qu'en 2004. Des travaux qui ont valu à André Geim et Konstantin Novoselov le prix Nobel en 2010.

Le graphène est le seul cristal plat connu de nos jours (un cristal à deux dimensions !), il est léger, plus résistant que le diamant et 300 fois plus léger que l'acier. De plus, c'est un excellent conducteur électrique. Il est transparent et flexible. Dans le secteur automobile, il offre de nouvelles perspectives, notamment pour l'électronique à bord. Nous ne connaissons pas encore toutes ses applications mais il pourrait apporter des révolutions dans le domaine des matériaux et de l'énergie. La Commission européenne en a fait un de ses thèmes de recherche prioritaire pour les sept années à venir, c’est tout dire.

Vidéo: Qu'est-ce que le graphène?

 

Le confort des passagers

Mieux maîtriser la température dans l’habitacle est aussi un enjeu important pour la voiture du futur. Les sièges peuvent être habillés de textiles intelligents (des tissus doublés de détecteurs de chaleur et de micro-systèmes de chauffage) qui permettent de mesurer et de moduler la température au plus près du corps des passagers. On peut ainsi mieux utiliser l’énergie disponible pour un chauffage plus ciblé ou optimiser l’air conditionné.
Quant aux cellules photo-électriques intégrées dans la carrosserie, elles permettent de faire fonctionner de petits ventilateurs dans l'habitacle quand le véhicule est garé au soleil.

De nouvelles pellicules synthétiques peuvent être insérées dans les surfaces vitrées des voitures. Ce film plastique laisse passer la lumière mais bloque les rayons infra-rouges. Résultat: plus d’effet de serre dans l’habitacle en été. Et comme cette pellicule n’est pas métallique, elle ne perturbe pas la réception des signaux du GPS ou des GSM.

Rouler « vert » grâce à de bons pneus

Les pneus aussi permettent de réduire la consommation. Les « pneus verts » élaborés à partir de caoutchoucs haute performance dopés à la silice, au noir de carbone et au soufre (parmi 40 autres composantes) réduisent sensiblement la résistance au roulement.

Grâce à eux, on peut économiser jusqu'à un demi-litre de carburant au 100 km. De quoi diminuer les émissions de CO2 et de particules fines. Ils durent aussi plus longtemps que les pneus classiques. Et en plus, ils sont plus silencieux. Quand on sait que 17 % des émissions sonores en ville proviennent du trafic routier, les citadins applaudissent !

Et le recyclage?

Enfin, produire des voitures réellement vertes passe aussi par leur recyclage quand elles arrivent en fin de vie. En 2012, 90 % des composants d'une voiture étaient recyclés. En 2013, ce chiffre grimpait à 93 %. Cap désormais sur le 100 %!

 

Article développé en collaboration avec Daily Science.

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