Voiture électrique: L’arnaque du siècle? [5-FIN]

Nous vous proposons un dossier en 5 parties sur la voiture électrique réalisé par un scientifique français de haut niveau, mathématicien renommé ayant choisi de poster sous pseudonyme. Parfois ardu à suivre pour les non-matheux, l’ensemble est toutefois parfaitement compréhensible et vous en tirerez aisément la même conclusion que nous!

Partie 5 – LOI DE CARNOT, SUR LES RENDEMENTS, CONSÉQUENCES

Les équivalences données ci-dessus ne doivent tromper personne. Beaucoup de journalistes vicieux, pas tout à fait ignorants, les connaissent et s’en servent pour démontrer par exemple que la voiture électrique est financièrement rentable.

Or ce procédé est scandaleusement faux, une véritable escroquerie, car ces équivalences sont celles d’énergies dont on dispose déjà.
Mais elles ne signifient pas, par exemple, que si l’on transforme des litres de pétrole en kWh, on va profiter de ces beaux chiffres ! Car
la transformation d’une énergie en une autre énergie a un coût, dont il faut tenir compte pour être honnête.

Les équivalences ci-dessus sont donc des renseignements précieux, mais dont il faut savoir se servir !

La température Kelvin

Pour bien comprendre cela, nous devons donner quelques indications générales sur la loi des rendements de Sadi Carnot, une loi géniale publiée en 1824, et qui n’a jamais pris une ride depuis.

Tout le monde est habitué à la température zéro degrés Celsius, liée à la glaciation de l’eau et à la formation des cristaux de neige.
Il est connu depuis longtemps que la température des corps est une manifestation macroscopique du degré d’agitation des molécules des divers corps du tableau de Mendeleiev (tableau qui est aujourd’hui complet !).
A zéro degré Celsius, il y a peu d’agitation des molécules mais il y en a quand même. On peut donc encore descendre dans le refroidissement. On s’est vite aperçu qu’on ne peut pas descendre indéfiniment, car l’agitation nulle existe. Lorsqu’on descend l’échelle Celsius, on se heurte, pour n’importe quel corps chimique, à un moment où plus rien ne bouge au niveau des molécules. On a vite établi que pour tous les corps, c’est à moins 273,14 degrés Celsius que toute agitation des molécules cesse. On ne peut pas refroidir davantage !

Cette températuure Celsius, moins 273,14 degrés, est appelée le zéro absolu, ou, encore le zéro de l’échelle KELVIN.

Plus généralement, la température Kelvin d’un corps est, par définition, la somme 273,14 + d, où d désigne la température Celsius du corps. Par exemple, la température courante des parties modérées de la Terre tourne autour de 20 degrés Celsius, c’est-à-dire autour de 293,14 degrés Kelvin (on dit, en abrégé : 293,14 Kelvins).

La loi de Carnot

Sadi Carnot a réfléchi sur les machines thermiques. On appelle ainsi toute machinerie thermiquement isolée du reste du monde, qui accomplit un travail à l’aide de matériaux ou fluides issus du milieun extérieur, et qui rejettera les gaz brûlés ou les liquides brûlés dans le milieu extérieur. Les moteurs à explosion sont l‘exemple emblématique des machines thermiques.

Carnot a découvert qu’on ne peut jamais récupérer 100 % de l’énergie contenue dans un agent extérieur qui va être transformé dans la machine thermique pour y exécuter un travail. Par exemple, nous venons de voir qu’il ya équivalence entre un litre de pétrole brut et 10,23997709 kWh d’électricité. Si on dispose déjà de ces produits, sans se demander d’où ils sortent, cette équivalence se constate. Mais si on entreprend de transformer le litre de pétrole en kilowatts-heures à l’aide d’une machine thermique, alors tout change : jamais on ne pourra récupérer les10,23997709 kWh !

Carnot explique qu’une machine thermique qui transforme la chaleur en travail a besoinj de deux sources de chaleur : une source froide et une source chaude. La source froide est extérieure à la machine, qui lui emprunte ses ingrédients qui vont accomplir le travail voulu grâce à la chaleur dans la source chaude, puis qui rejettera dans la source froide les ingrédients ayant donné leur chaleur pour travailler. Ce résumé n’est qu’un croquis à main levée, sans plus.

Dans le cas du moteur à explosion, la source froide est le milieu extérieur, qu’on peut considérer comme infini car on n’en atteint jamais de limites dans le fonctionnement de la machine. La température de cette source froide est invariable, même après les rejets de la machine. La source chaude est le coeur de la machine, et sa haute température accomplit le travail voulu. Cette source chaude est la chambre haute des cylindres dans lesquels les pistons effectuent leur va-et-vient qui se transmet aux bielles, lesquelles le transmettent au vilebrequin, lequel se prolonge en un axe qui va être animé d’un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal. Ainsi le moteur a transformé les mouvements de translation des pistons en mouvement de rotation de l’axe portant le vilebrequin. La chaleur maximale est celle de la partie haute des cylindres, lorsque la compression des gaz explosifs est à son maximum, c’est-à-dire quand le volume de ces gaz est minimum. Les mécanismes des soupapes et de l’échappement ramènent les gaz brûlés dans la source froide.

Appelons rendement de la machine la quotient de l’énergie entrante par l’énergie récupérée par le fonctionnement de la machine. Dans le cas de l’automobile, l’énergie entrante sera le carburant, et l’énergie sortante sera mesurée exactement en grimpant une côte et en utilisant les surfaces de niveau gravitationnelle comme nous l’avons vu plus haut.

Voici le théorème qu’a démontré Sadi Carnot :

Soit une machine thermique fonctionnant avec une source froide et une source chaude pour accomplir un travail. Notons t_1 et t_2 respectivement la température Kelvin de la source froide et la température Kelvin de la source chaude quand elle est à son maximum. Alors le rendement de la machine ne peut pas dépasser le nombre Rdmax suivant :

Rdmax = 1- (t_1 / t_2)

Exemple : soit un moteur diesel moderne, à haut taux de compression (au moins 22). La source froide est le milieu extérieur, qu’on suppose à température de 20 degrés Celsius, donc à température 293,14 kelvins. La température Celsius au moment de l’explosion est au moins 800 degrés Celsius, donc 1073,14 kelvins. On a alors:

Rdmax = 1 – (293,14 / 1073,14) = 0,726

Ce serait trop beau ! Dans la réalité, Rdmax n’est qu’une limite théorique indépassable et le rendement réel se situe souvent entre 15 % et 20 % de moins que cette limite Rdmax. On peut donc compter sur un rendement réel qui tourne autour de 58 %, ce qui est déjà exceptionnel.

La conséquence principale, c’est qu’en aucun cas, la machine ne pourra avoir un rendement égal à 1. Le nombre Rdmax est toujours <1. D’où la question : où passe la déperdition de l’énergie entrante ? Excellente question  dont la réponse ne peut être donnée (partiellement) que par des études approfondies de Physique.

Reprenons ces calculs avec un moteur à explosion qui fonctionne à l’essence. Dans ce cas, le taux de compression reste au-dessous de 12, donc la source chaude est nettement moins chaude qu’avec un moteur diesel. En moyenne, la température de la source chaude est autour de 600 degrés Celsius.
On a donc alors : t_1= 293,14 et t_2= 893,14, d’où :

Rdmax = 1 – (293,14 / 893,14) = 0,671…

Donc le rendement réel tourne cette fois autour de 52 %. C’est bien ce qui se constate : le rendement réel des voitures à essence est couramment de 5 à 7% inférieur à celui des voitures à moteurs diesel.

Conséquences du théorème de Carnot pour la voiture électrique

On nous promet de ne plus nous vendre d’autos à moteur à explosion dès 2035.

Supposons donc que le parc auto français soit entièrement électrifié (en 2035 ou à toute autre date ultérieure). Nous avons vu que nous, importons à peu près 40 millions de pétrole chaque année pour alimenter notre parc automobile. Si nous électrifions tout notre parc automobile (camions inclus), il faut donc remplacer l’énergie de ces 40 millions de tonnes de pétrole par l’équivalent-énergie en électricité. En effet, nous avons vu que les consommations d’énergie sont indépendantes, en valeur énergétique, du type d’énergie consommé par les autos et camions. Cette électricité, il va falloir la produire. Comme notre électronucléaire est à l’agonie (on n’a même pas remis Fessenheim en service, cette centrale quasi-neuve, ce qui ne laisse absolument aucun espoir de relancer notre nucléaire civil). D’ailleurs, il faudrait attendre 15 ans, vu les contraintes de sécurité actuelles, avant de mettre sur notre réseau électrique le premier kWh produit par une usine qu’on déciderait aujourdhui). Il va donc falloir produire de l’électricité avec des combustibles fossiles, gaz, fuel ou charbon. Vu la situation pétrolière, abandonnons toute idée de recourir au pétrole. Il ne reste que les centrales à gaz, les éoliennes et les centrales à charbon. Les centrales à gaz ou à fuel sont des machines thermiques sensiblement moins performantes que les moteurs à explosion actuelles. Le pouvoir actuel a tout misé sur le gaz naturel (CH4), qui ne brûle qu’à environ 500 degrés Celsius. Il a mis en chantier un nombre considérable de centrales électriques à gaz.

Pour une centrale à gaz, la source froide est toujours la même, et la source chaude culmine à 500 degrés Celsius. On a donc :

Rdmax = 1 -(t_1 / t_2) = 0, 6208

D’où un rendement réel qui frise péniblement les 50 %. Donc pour obtenir la même énergie qu’avec 40 millions de tonnes de pétrole en produisant de l’électricité avec l’équivalent-gaz de ces 40 millions de tonnes de pétrole, il va falloir importer en gaz ou charbon le DOUBLE d’équivalent-pétrole de ces 40 mlillions de tonnes de pétrole annuels de maintenant. Qu’on l’achète en gaz, ou en pétrole, ou en charbon pour alimenter des centrales à charbon (le gouvernement a donné le feu vert pour ouvrir ou rouvrir de telles centrales, merci la pollution et les bas rendements….), le prix sera le même, ces prix se suivent tous de près. Le rendement du charbon est encore plus faible que celui du gaz naturel, et par chatrité, ne parlons pas du rendement ridicule des éoliennes.

Notons que ce gouvernement n’est pas tout à fait aveugle, il a bien repéré que les voitures hybrides avec production d’électricité par des moteurs à explosion classiques à fuel ou à essence ne sont absolument pas des voitures électriques, et par de récents décrets, il vient de supprimer les primes pour l’achat de tels véhicules, qui ne sont rien d’autre que des voitures à moteur à explosion classique dont on a un peu électrifié la motorisation. Donc en persistant à prévoir un parc auto+camions totalement électrifié en 2035-2040, compte tenu de la ruine de norte industrie nucléaire civile, le gouvernement, s’il veut conserver pour les français le même confort qu’avec nos voitures à essence ou au fuel, se condamne à doubler les importations d’énergies fossiles, et à sinistrer la moitié de notre territoire par des éoliennes géantes catastrophiques au rendement ridicule, qui nécessitent d’installer un kWh par centrale à gaz pour 1 kWh d’éolien installé (et installer ne signifie pas produire). Le bilan est si désastreux que les choses, forcément, ne vont pas se passer comme ce qu’on nous promet. Le plus probable est que la voiture électrique va rester marginale et qu’il va se mettre en place un énorme marché d’achat ou de location de voitures classiques à essence ou diesel, surtout à diesel. Si le gouvernement essaie de lutter contre cette conséquence obligée, il va être amené à rationner drastiquement les déplacements, ce qui ne sera jamais acepté par la population. S’il rationne le déplacements par les prix, cela détruira l’économie, donc tout peut arriver.

Mais pour ceux qui me trouveraient pessimiste, j’avertis que le désastre est encore pire que ce qui vient d’être exposé. Nous venons de voir que pour électrifier, à service égal, tout notre parc auto-camions, ils nous faut importer deux fois, plus de combustibles fossiles qu’aujourd’hui, puisqu’il faut produire de l’électricité avec ces fossiles pour un rendement inférieur à 50 %. Mais cette électricité ne fait pas rouler les autos par l’opération du Saint-Esprit ! il faut, après l’avoir produite, la transformer en énergie mécanique. Cette transformationse fait par des machines thermiques, donc qui obéissent à la loide Carnot. Donc une nouvelle fois le rendement de cette seconde transformation sera donné par la loi de Carnot, et l‘expérience montre qu’il ne peut pas dépasser 75 % théoriques, donc 60 % réels.

Revoyons donc notre bilan de l’auto électrique : 50 % de rendement pour produire l’électricité nécessaire à tous nos véhicules électriques. Avec es 50 % utiles, il faut encore passer par des machines qui transforment l’électricité en énergie mécanique, d’où un rendemnt réel d’au plus 60 %.

Bilan : 60 % de 50 % font 30 % ! Voilà le rendement réel du choix des autos électriques ! il est de l’ordre de 30 %, alors que les meilleurs diesels d’avant 2017 affichaient des rendements nettement au-dessus de 50 %. Tout le drame national de ces entêtements d’écologistes irresponsables est dans ces chiffres désespérants. A moins de mliracles faisant pâlir ceux des religions les plus folles, on voit bien que la position du gouvernement n’est pas tenable, et que l’avenir est plus incertain que jamais. La France est une terre d’asile, nous rabâche-t-on : en effet, la France est bel et bien devenue un asile, et on ne voit jusqu’ici aucun moyen de s’en évader!

REBELLE OCCITAN alias TERMINOTAURE