dimanche 7 novembre 2010

vélos à l'hydrogène pour réduire les émissions de carbone


Nous nous rendons cette fois au pays des innovations, le Japon, où un aéroport du pays essaie d'être un peu plus respectueux de l'environnement. Des vélos uniques à l'aéroport de Kansai utilisent la technologie de la pile à hydrogène. Voyons à quoi ils ressemblent.
Afin de réduire ses émissions de carbone, le personnel de l'aéroport met à l'essai les vélos fonctionnant à l'hydrogène qui permettront de remplacer les voitures qui circulent autour des installations de l'aéroport.
[Yuko Tsubone, employée de l'aéroport]:
« L'aéroport est très grand, c'est donc plus facile de se déplacer. Je trouve que c'est vraiment bien car tu peux pédaler sans fournir trop d'efforts. Ce n'est pas fatiguant. »
Le vélo est propulsé par une pile à combustible à l'hydrogène. L'hydrogène alimente une batterie similaire à celle utilisée pour le vélo électrique. Cependant, ce système-ci permet aux utilisateurs de faire le plein d'hydrogène directement, donc plus besoin d'attendre des heures pour que la batterie se recharge.
La pile à combustible produit de l'électricité par réaction électrochimique. L'hydrogène est décomposé et ensuite se lie à l'oxygène dans l'air convertissant l'énergie chimique en énergie.
[Yusuke Nagai, Corp. Iwatani, Dept. de l'énergie par l'hydrogène]:
« Le vélo dispose d'un réservoir d'hydrogène et d'une pile à combustible. L'hydrogène est envoyé vers la pile. L'électricité produite permet ainsi de faciliter le pédalage. »
Le principal avantage de recourir à de l'hydrogène comme source d'énergie pour les vélos est qu'il est respectueux de l'environnement à 100 %. Le seul rebut ne serait que l'eau rejetée qui n'émet que de la vapeur et aucun gaz oxyde de carbone.

Sites sur le vélo électrique

St-usuge musée velo 1Image via Wikipedia

Le vélo électrique en CHINE

Depuis 2007 les ventes de VAE en Chine tournent autour des 20 millions d'exemplaires par an.
Le VAE typique en Chine peut faire jusqu'à 100 km avec une charge, a sa vitesse limitée à 20 km/h (mais beaucoup atteignent 45 km/h), et coûte en moyenne 2 000 Yuan Renminbin soit plus de 200 €.
En 2006 il y avait 2 700 fabricants licenciés de VAE, sans compter les nombreuses petites boutiques non comptabilisées.
Les vélos électriques gagnent également en popularité dans les grandes villes comme Pékin et Shanghai, où les taxes se sont accrues sur les trop polluants scooters à essence.
An SVG map of China with Shanghai municipality...Image via Wikipedia

Règlementation sur le vélo électrique

Le vélo à assistance électrique est considéré légalement comme une bicyclette classique.
La Directive européenne 92/61/EEC indique qu'un VAE doit notamment respecter les caractéristiques suivantes :

Constituency for the European Parliament elect...Image via Wikipedia
Assistance uniquement au pédalage ;  L'assistance se coupe au-dessus de 25 km/h ;
Moteur inférieur à 250 watts (puissance nominale continue).

histoire du vélo électrique

Plusieurs brevets déposés aux États-Unis dans les années 1890 portent sur des vélos électriques. Le 31 décembre 1895, Ogden Bolton Jr s'est vu attribuer le brevet n° 552'2712 pour un vélo équipé d'une batterie pouvant délivrer 100 Ampères à une tension de 10 volts et d'un moteur monté dans la roue arrière.
Deux ans plus tard, Hosea W. Libbey, à Boston, inventa un vélo propulsé par un double moteur électrique (brevet n° 596'2723) logé dans l'axe du pédalier. Ce modèle fut par la suite réinventé et imité à la fin des années 1990 par Giant.
Mlle X en vélo, LuchonImage by Bibliothèque de Toulouse via Flickr
La même période vit l'apparition de couplemètres et de contrôleurs de puissance. Une cinquantaine de modèles de vélos électriques furent développés entre 1992 et 1998. Les plus anciens et les plus abordables embarquaient des batteries au plomb tandis que les modèles plus évolués étaient dotés de batteries au nickel ou au lithium, plus légères.
en 2010, la Chine est le premier producteur mondial de vélos électriques. En 2004, les ventes sur le marché intérieur étaient de 7,5 millions d'unités, soit pratiquement le double de l'année précédentes, et atteignirent 16 millions en 2006. En 2007, les vélos électriques constituaient jusqu'à 10 à20 % de l'ensemble des véhicules à deux roues en circulation dans plusieurs grands centres urbains. Parallèlement, les exportations pour l'année 2006 se montèrent à 3 millions d'unités4,5.

Les différents moteurs du vélo électrique

 
Moteur moyeu Simple à installer, il s'insère en lieu et place d'un axe de roue avant ou arrière.


Moteur déporté
La transmission se fait par une courroie ou une chaine agissant sur un plateau de transmission placé sur l'axe d'une roue. La position du moteur est libre.



Moteur pédalier Il agit directement sur l'axe du pédalier du vélo. il est constitué d’un bloc comprenant tous les composants de la traction électrique : le moteur, les capteurs et l’électronique de commande. Il ne peut être installé que sur un cadre spécifique.
Moteur à friction  Moteur à friction par galet sur la bande de roulement du pneumatique avant ou arrière. Il a été utilisé sur le cyclomoteur Solex.
Solex race during Rock'n Solex festival in Rennes.Image via Wikipedia

Fonctionnement des batteries du Vélo électrique

Différents types de batteries sont utilisées pour les VAE :
  • les batteries au plomb (Pb)
  • les batteries au nickel comprenant les Nickel Metal Hydrure (Ni-Mh) et historiquement les Nickel Cadmium (Ni-Cd) maintenant interdites en raison de la toxicité du Cadmium
  • les batteries au lithium comprenant les Lithium-Polymères (Lipo) et les Lithium-ion (Li-ion)
Le poids de la batterie, longtemps problématique, bénéficie aujou
Lithium-ion_battery_IBM ThinkPad560Image via Wikipedia
rd'hui des améliorations importantes liées aux accumulateurs Ni/MH (Nickel métal hydrure) d'une part, et surtoutLithium Ion et Lithium polymère de l'autre. Ainsi, une batterie au plomb pèse environ 13 kg, alors qu'une batterie au lithium ou au nickel pèse environ 3 kg pour une tension et une capacité équivalente.
Le temps d'une charge complète de la batterie demande de 3 à 8 heures suivant la technologie de la batterie et du chargeur. Des recharges rapides sont possibles avec des chargeurs appropriés.
  • Tous les types d'accumulateurs supportent mal les décharges profondes (sauf les NiCD), il est donc conseillé de les recharger le plus souvent possible, voire de rester en charge lors des phases d'inutilisation, les chargeurs modernes étant particulièrement bien étudiés pour ces cas de figures.
  • Les batteries au nickel cadmium elles, doivent être déchargées entièrement avant d'être rechargées, ceci afin de supprimer l'effet mémoire typique de ce type d'accumulateurs. 
    NASA Prototype Lithium-Ion Polymer Battery.Image via Wikipedia
    Ce défaut ne se fait vraiment ressentir qu'en cas d'utilisation cyclique : décharge suivie d'une recharge, toujours identiques en temps et en intensité; exemple : Un utilisateur fait le même trajet tous les matins, à la même heure, avec les mêmes conditions de circulation et, revient le soir, il met son VAE en charge jusqu'au lendemain, au bout de plusieurs dizaines de cycles identiques, l'effet mémoire réduira nettement la capacité de la batterie pour un usage supplémentaire.