Les allemands travaillent sur une voiture électrique à 5000 euros

 

Selon les chercheurs allemands, pour atteindre un tel tarif, les industriels devront adopter les méthodes de la fabrication modulaire. Une solution optimale pour produire en grande série des voitures électriques à un prix abordable.

La fabrication des voitures électriques fait l’objet de recherches intensives en Allemagne. Le Plan national de développement  lancé en 2009 par le gouvernement fédéral, qui a fait du développement des véhicules électriques une priorité, vise un parc d’un million de voitures électriques en 2020 (sur 41 millions de véhicules circulant en Allemagne). Pour atteindre cet objectif, les spécialistes de Wittenstein, une société spécialisée dans la fabrication des systèmes d’entraînement pour l’automobile, préconisent l’utilisation de nouvelles méthodes d’ingénierie. 

« La plupart des voitures électriques ne sont rien de plus que des voitures existantes sur lesquelles le moteur à combustion a été remplacé par un moteur électrique », explique Bernd Schimpf, directeur du développement de Wittenstein. « Elles sont fabriquées individuellement ou en petite série, avec des composants chers,  ce qui explique leur prix prohibitif. »

Les chercheurs de l’Institut RWTH d’Aix-la-Chapelle ont lancé en 2009 un projet de recherche dont l’objectif est de mettre au point de nouvelles méthodes pour la fabrication des voitures électriques. Baptisé «street-scooter", ce projet (www.rwth-aachen.de) vise la prise en compte de technologies de production dès la phase de développement du véhicule. Un programme qui s’appuie sur trois points clés. Premièrement, la réalisation d'une structure de coûts pour atteindre un prix de vente de 5000 euros (sans la TVA) et de location de batterie. D'autre part, il faut assurer la mise en place d'un réseau de fournisseurs. 

Enfin, il faut créer une structure de production efficace et cartographier les processus correspondants. La recette préconisée par les chercheurs allemands est de diviser le véhicule en plusieurs modules, à savoir, la face avant, l’espace du conducteur, l'habitacle arrière et le module arrière (le coffre). Le processus d’assemblage classique sera remplacé par la fusion de ces modules entièrement pré-équipés et pré-testés et qui peuvent provenir de différents fournisseurs. Ce qui facilite la fabrication des modèles différents. Selon Wittenstein, il faudra assurer des kits différents pour les moteurs, les transmissions et les variateurs électroniques avec différents niveaux de performances.

« Cela semble simple, mais cette démarche exige un effort important de développement et une coordination sans faille pour trouver le bon partenaire technologique », explique Heiko Haag, spécialiste chez Wittenstein. 

De nouvelles solutions verront le jour. Les moteurs électriques peuvent par exemple, être installés directement dans les moyeux de roues. Résultat : tous les composants habituels de la chaîne cinématique -arbres de transmission, les différentiels et les transmissions- ne sont plus nécessaires. Wittenstein a développé également un système électronique intelligent de surveillance qui contrôle différents paramètres : la haute tension, la tension auxiliaire et le moteur. Selon les spécialistes allemands le premier prototype sera disponible en 2011, la production en petite série démarrera en 2012 et celle en grande série, en 2014.

L’existentialisme est un automobilisme

Y a-t-il un pilote dans la voiture ? Aujourd’hui oui, mais demain?

La Commission Européenne finance un projet d’infrastructure pour des voitures capables de se conduire toutes seules: baptisé SARTRE (pour Safe Road Trains for the Environment), le système permettra à des voitures de voyager de manière autonome en convoi. Et les tests commencent maintenant.

Sartre est conçu pour être utilisé sur des longs trajets comme ceux parcourus sur autoroute. Les voitures communiqueront entre elles grâce à des systèmes radio et des capteurs. Une voiture de tête emmènera tout un convoi de manière automatique.

A l’approche de sa destination, un conducteur aura la possibilité de décrocher et se détacher du train. Le convoi sera alors capable de se recomposer dynamiquement. Cela vous permettra enfin de lire, manger, dormir ou regarder un film sur autoroute sans avoir à lever de temps en temps les yeux sur la route.

La première année du projet SARTRE a consisté à concevoir le système et à éliminer les bugs. Les deux années à venir sont dévolues aux tests. Ils commencent dès ce mois-ci avec deux voitures et prévoient de passer à cinq l’an prochaine. L’expérience se poursuivra jusqu’en 2012. On saura sans doute alors si le système est suffisamment au point pour être déployé auprès du public.

Le réseau électrique amorce sa révolution intelligente en commençant par les compteurs

On connaît bien maintenant le "compteur intelligent" qui permet un suivi minute par minute des consommations. Mais ce n'est qu'un aspect du "réseau intelligent", qui implique de gérer bien d'autres contraintes coome par exemple de collecter et de gérer des masses considérables de données.

Avec le lancement de l'expérimentation Linky, 300 000 foyers vont être équipés de compteurs intelligents avant une généralisation en 2012. Pourtant, ce déploiement des Linky n'est qu'un pré-requis à l'avènement d'un réseau intelligent.

Connaître en temps réel la consommation des utilisateurs et pouvoir effectuer des opérations à distance constituent un smart-metering -à savoir une lecture intelligente des compteurs-, déjà installé dans de nombreux pays, comme l'Italie ou les Etats-Unis. Hier, 35 millions de points de consommation en France n'étaient relevés que tous les six mois. Demain, ils pourront l'être toutes les dix minutes! Mais, au-delà de cette remontée de données, un réel smart-grid devra optimiser bien d'autres contraintes subies par le réseau. Productions décentralisées, perspectives nouvelles de stockages, voitures électriques: le nombre de données à agréger et à analyser va exploser. 

DES OUTILS INFORMATIQUES COMPLEXES 

Pour relever ce défi des smarts-grids, des outils informatiques très complexes vont être implémentés. Ils devront permettre d'optimiser  les évolutions. Quelles sont ces évolutions ?

D'abord, l'intégration des énergies décentralisées. Celles-ci, en particulier solaires et éoliennes, sont en plein boom. Elles sont très chères aux défenseurs des énergies vertes. De nature intermittente, ces énergies nuisent parfois à la stabilité du réseau, pouvant provoquer des coupures, comme cela a déjà été le cas en Allemagne. Grâce à un meilleur suivi du réseau, des arbitrages plus précis entre le soutirage d'énergie, l'injection de renouvelables ou le stockage pourra être fait de manière efficace.

En parallèle, les promesses du stockage de l'énergie pourront permettre l'usage à pleine puissance des énergies renouvelables en stockant l'électricité produite à des moments où elle n'est pas nécessaire, palliant de cette manière au principal défaut des énergies décentralisées. Si d'autres avancées techniques sont encore à l'étude, il est probable que le stockage par pompage hydraulique (consistant à utiliser l'énergie électrique disponible pour emmagasiner de l'eau qui produira plus tard de l'hydroélectricité) et l'utilisation des batteries des véhicules électriques lorsqu'ils sont inutilisés, seront les premières à voir le jour. Mais pour que le stockage joue à plein, il faudra bien les intégrer à la logique de smart-grids afin de bien réinsérer l'énergie et faire émerger le fameux concept de vehicle-to-grid (V2G).

Enfin, le business model des offres d'effacement des pics de demandes reste toujours à trouver. On peut utiliser la voie tarifaire, en proposant des tarifs avantageux aux clients s'engageant à limiter leur consommation en période de forte demande, ou la voie technologique en éteignant sélectivement des appareils énergivores pendant une courte durée (effacement dit « diffus »). Dans l'un ou l'autre cas, lisser les pics de consommation permet d'éviter les saturations de réseau, en particulier dans les régions en bout de réseau (comme la Bretagne ou la région PACA).

De plus, les pics de consommation nécessitent d'avoir recours à une électricité dite de pointe, généralement produite par des moyens de production très carboné. Lisser le pic aura donc un impact direct sur l'environnement et les émissions de CO2. Aux Etats-Unis par exemple, 5% de baisse des pics de consommation éviterait l'utilisation de 625 centrales thermiques, soit 3M$ d'économies annuelle!

DES PROBLEMES A TRAITER ENSEMBLE

Ainsi, toutes les contraintes subies par le réseau devront désormais être traiter de façon corrélée pour mieux en tirer profit: rien que l'exemple du véhicule électrique, autrefois perçu comme une contrainte réseau et maintenant transformé en variable d'ajustement des réseaux de distribution, montre que les recouvrements entre le stockage, les énergies renouvelables et l'effacement des pointes sont forts et qu'ils ne peuvent plus être traités indépendamment les uns des autres. Il faut donc, au-delà de l'agrégation des données multiples, mettre en place des systèmes d'information qui permettent leur analyse et des plans d'actions associés. En respectant bien sûr la vie privée des acteurs du réseau. Ils restent à inventer, mais l'incitation est forte ! Des marchés sont à prendre : les investissements s'élèvent à plus de 7 milliards de dollars pour la Chine et les Etats-Unis, rien que pour 2010....

Les robots génétiques inventeront leurs propres formes

Dites-lui « construis-moi un robot capable de monter un escalier » et, en utilisant seulement quelques composants simples et déjà existants, l’ordinateur, avec son algorithme « génétique », trouvera comment les assembler, à la manière d’un jeu de Lego. Il suffirait de disposer d’un système automatique d’assemblage – ce qui est déjà possible – pour créer une population de robots adaptatifs…

Au salon Euromold qui vient de se tenir à Francfort, Andreas Fischer et son équipe ont montré de curieux assemblages de tubes de quelques dizaines de centimètres de longueur, maintenus et articulés ensemble par des rotules. De multiples configurations sont possibles et l’ensemble peut devenir mobile à l’aide d’un soufflet dont certains tubes sont équipés. Il ne s’agit pas d’un nouveau jeu mais d’une présentation de recherches effectuées à l’institut d’ingénierie et d’automatisme (IPA) de l’Institut Fraunhofer. Ces robots, en effet, n’ont pas été conçus par un cerveauhumain mais par un logiciel. Le résultat est un fichier au format classique de la CAO et cet outil informatique peut donc être interfacé avec un système de production automatisé.

L’équipe d’Andreas Fisher baptise ces créations les « robots génétiques ». Pourquoi génétiques ? Parce que leur mise au point est due à un « algorithme génétique ». Le logiciel génère aléatoirement de multiples possibilités d’assemblage, modélise le résultat obtenu, le confronte à un objectif et sélectionne les meilleures formules. En somme, un principe demutation-sélection.

C’est bien cela dont il s’agit. L’équipe allemande, qui parle de « bionique », s’appuie sur un logiciel mis au point par Hod Lipson et Jordan Pollack pour leur « projet Golem ». Hod Lipson travaille depuis longtemps sur les robots capables de se répliquer et d’étudier leurs propres caractéristiques physiques (le même a récemment réalisé un logiciel capable de déduire des lois physiques de faits expérimentaux, bref un robot scientifique…). L’autoréplication de machines est un champ d’études communément visité depuis plusieurs années.

Un robot du projet Golem. Sa solution pour avancer sur le sable est originale mais efficace. © The Golem Project

Des robots qui se débrouillent

Comme point de départ, l’algorithme part d’un cahier des charges simple et concis : par exemple « marcher le plus efficacement possible sur une surface plane », explique Andreas Fischer. Mais on peut aussi demander le franchissement d’un escalier, voire de nager dans l’eau. Le logiciel met ensuite en jeu une simulation des phénomènes physiques, prenant en compte la gravité ou les forces de frottement.

Ce principe de l’autoapprentissage à l’aide de simulateurs n’est pas nouveau non plus. L’équipe d’AnimatLab (aujourd’hui intégrée à l’Isir), menée par Agnès Guillot et Jean-Arcady Meyer, a déjà à son actif de nombreuses réalisations de ce genre : des fourmis virtuelles ont appris à marcher (sur six pattes ou moins) et d’autres logiciels à piloter un hélicoptère en vol stationnaire ou à tenir une tige en équilibre sur le bout du doigt (et même deux tiges).

En final, l’algorithme propose plusieurs possibilités entre lesquelles l’utilisateur humain effectuera le choix final. Il ne restera plus qu’à lancer la fabrication. « L’algorithme peut trouver des solutions surprenantes – des "mutations" – que n’auraient pas nécessairement imaginé le concepteur humain » estime Andreas Fisher. C’est ce qu’avait fait la fourmi virtuelle d’AnimatLab en réussissant à se déplacer avec une seule patte…

Le Monowalker va vous décharger un peu

Ne faites pas attention à l’homme des bois souriant sur cette photo. Regardez plutôt derrière lui, il s’agit du Monowalker, une sorte de brouette inversée qui vous permet de tirer 50 kg assez facilement.

Bien sûr, il coûte 1.000$, mais c’est du solide qui vous allègera. Vous pouvez aussi le porter en sac à dos, au cas où le terrain est trop impraticable. Et si vous êtes le genre de type qui part faire des balades très longues avec une tonne d’équipement (photographes, chasseurs, criminels en cavale jusqu’à ce que vous puissiez prouver votre innocence) ça peut valoir le coup.

Pour que les camions ne refassent pas le pont

« Si vous frappez ce panneau, vous frapperez ce pont ».

Simple et redoutablement efficace. Je sais qu’il existe parfois des barres rouges et blanches qui ont la même fonction, mais je trouve ce système beaucoup plus simple encore.

Véléance décroche le Premier Prix du concours Med’Innovant

Ce prix vient récompenser leur positionnement initial qui vise à inventer une nouvelle mobilité urbaine. Leurs produits, avec en tête de file le Tri’Ode, permet à chacun de conserver les bénéfices de la mobilité, de la simplicité et de l’autonomie qui ont fait le succès de l’automobile sans la pollution, l’encombrement et le coût. 

Depuis la création de la société en 2006, chaque décision de la société concilie ces 3 objectifs : l’écologie, la sécurité, l’économie. 
Le concours MED'INNOVANT récompense des projets innovants et durables en faveur de l’amélioration de la vie quotidienne des habitants ou salariés du périmètre d’Euroméditerranée. 

En savoir plus sur Véléance : http://www.veleance.fr/