Volvo Cars : Le volant cinétique s’invite dans les voitures

Après avoir réalisé des tests poussés sur route d’une technologie ‘kinetic flywheel’ (ou volant cinétique), la firme Volvo Car a publié des résultats appuyant cette solution comme étant "légère, économique et très éco-efficiente".

"Les tests complets de ce système expérimental pour la récupération de l’énergie cinétique ont été réalisés en 2012. Les résultats montrent que cette technologie combinée avec un moteur turbo 4 cylindres a le potentiel de réduire jusqu’à 25% la consommation de carburant par rapport à un 6 cylindres turbo pour un niveau de performance comparable", a précisé Derek Crabb, Vice-Président de la branche Ingénierie Mécanique chez Volvo Car Group.

Concrètement, cette technologie délivre au conducteur une puissance supplémentaire de 80 CV, lui donnant un pouvoir d’accélérateur inédit pour une voiture de 4 cylindres.

Le système expérimental, appelé volant KERS** (système de récupération d’énergie cinétique), est monté sur l’essieu arrière. Lors d’une phase de décélération, l’énergie au freinage entraîne un volant qui tourne alors jusqu’à 60.000 tours par minute. Quand le véhicule ralenti, la rotation du volant cinétique est transmise aux roues arrières par l’intermédiaire d’une transmission spécialement conçue.

Volvo Cars : Le volant cinétique s'invite dans les voitures

Le moteur à combustion qui entraîne les roues avant est coupé dès que la phase de freinage débute. L’énergie stockée dans le volant d’inertie peut ensuite être utilisée dans une phase d’accélération, lors d’un redémarrage ou une fois la vitesse de croisière atteinte.

"L’énergie ainsi stockée est suffisante pour alimenter la voiture sur de courtes périodes. Cela a un impact majeur sur la consommation de carburant. Nos calculs indiquent qu’il sera possible de stopper le moteur à combustion pendant environ la moitié du temps, en accord avec le nouveau cycle européen de conduite", a expliqué Derek Crabb.

Le volant cinétique activé par freinage et doté d’une durée limitée de stockage d’énergie – c’est-à-dire le laps de temps pendant lequel le volant tourne -, s’est avéré être le plus efficace en conduite avec des arrêts et des démarrages répétés. En d’autres termes, les économies de carburant seront d’autant plus importantes en mode trafic urbain, avec une conduite active.

Volvo Cars : Le volant cinétique s'invite dans les voitures

Si le volant cinétique est combiné avec le moteur à combustion, alors le système sera en mesure de fournir à la voiture un apport de 80 CV, et, grâce au couple rapide, cela se traduira par une accélération rapide. La voiture expérimentale, une Volvo S60, a accélèré de 0 à 100 km/h en 5,5 secondes.

Déjà dans les années 1980, un volant du même type conçu en acier avait été testé dans une Volvo 260. Toutefois, ce prototype en acier du fait de ses dimensions et de son poids, possédait une capacité rotative assez limitée. Cette option n’étant pas viable, le volant d’inertie est resté dans les cartons.

Aujourd’hui, le volant d’inertie utilisé dans le système expérimental est fabriqué en fibre de carbone. Il pèse environ 6 kilogrammes et possède un diamètre de 20 centimètres. La roue tourne dans le vide afin de minimiser les pertes d’énergie qui seraient engendrées par les frottements.

"Nous sommes le premier fabricant à appliquer cette technologie à l’essieu arrière d’un véhicule équipé d’un moteur à combustion entraînant les roues avant. L’étape suivante après avoir finalisé ces tests avec succès sera d’évaluer comment elle pourra être mise en œuvre dans nos modèles de voiture à venir", a conclu Derek Crabb.

** KERS (Kinetic Energy Recovery System)

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energiestr

Ce système ressemble beaucoup aux goupes électrogènes hybrides que nous développons chez Energiestro. Le choix du carbone pour stocker l’énergie est obligatoire dans un véhicule car l’acier est trop lourd, mais le prix va être un gros problème pour Volvo. La technologie à air comprimé de PSA me semble plus économique.

Pas naif

selon les chiffres donnés (6Kg, 20cm et 1000 t/sec). Soit au max 700m de trajet en plat vitesse constante. Je trouve donc un peu exagérée l’annonce de “couper le moteur thermique 50% du temps”. Il doit y avoir erreur de traduction. Cependant, ils devraient investir l’économie de poids (dûe au moteur 4 cylindres au lieu de 6) dans la masse du volant, gardant la mécanique de tranfert inchangée. On devrait largement dépasser les 50% et atteindre 10km d’autonomie normale. De plus, pour les conducteurs peu préssés et économes, des parkings spéciaux de recharge électrique par induction (sans contact physique) en 5 minutes – le temps de téléphoner – augmenteraient l’économie d’essence.

Bren

Avec les données indiquées, on a une énergie cinétique stockée d’environ 1 MJ, soit 0.3 kWh. Avec un moteur de 50 kW (67 ch), ça donne 20 seconde d’autonomie, moteur coupé. Pas négligeable

Bren

Si tu peux détailler ton calcul…Je n’ai pas le même ordre de grandeur… Ec = 1/2.J.Omega¨2 J= 0.05 kg.m^2 (cylindre creux de rayon 10 cm et de 6 kg) omega=6283 rd/s

energiestr

Pas naïf s’est bien trompé dans son calcul ! Bren a raison avec une énergie de 1 MJ. Mais le calcul doit se faire sur l’énergie, pas sur la puissance : le volant est capable d’emmener une voiture de 1500 kg à 140 km/h ! (En théorie, je ne tiens pas compte des pertes.) En pratique, en ville pour aller d’un feu à un autre à 50 km/h maxi, cette technologie doit effectivement être intéressante pour réduire la consommation. En revanche on ne peut pas obtenir une meilleure autonomie avec un volant qu’avec une batterie, car sa densité d’énergie est inférieure.

Patrick1948

L’intérêt de ce système où même celui de PSA comme il est dit dans l’article c’est, « en conduite avec des arrêts et des démarrages répétés » traduction, en milieu urbain. Pourquoi développer encore une telle technologie, alors qu’il suffit de se déplacer tout simplement en ‘scooter’ pour réduire au minimum par 2 les arrêts et les démarrages répétés. Un 2RM met au minimum 2 fois moins de temps qu’une voiture pour effectuer un trajet. 2 fois moins ont été ces phases d’arrêts et ses ralentis. Le futur progrès c’est l’évolution de ces 2RM en Ultra Mobile Etroit Inclinable Carrossé. UMEIC. L’innovation consiste à voir comme tout le monde et à réfléchir comme personne. En multipliant ce type de véhicule en ville tout en supprimant mathématiquement le même nombre de voiture classique, autour de 50%, la circulation devient fluide réduisant du même coup les arrêts et les démarrages répétés. Donc, encore une mauvaise réponse aux problèmes énergétiques, couper la voiture en quatre est une meilleure solution.

Stephsea

Je perçois (de loin) une grande complexité mécanique dans ce système, donc du poids et des pannes. De plus, la motricité est redistribuée aux roues arrières si je comprend bien, ce qui pose encore des problèmes assez complexes et imprévisibles (equilible, usure, tenue de route) sur une voiture essentiellement de type traction. Je dois dire que je ne comprends pas exactement comment l’énergie accumulée est rendue. Quel mécansime (et automatisme) permet d’embrayer le volant, et d’en gérer le couple? Il me semble, a priori, que le stockage électrique est plus simple, mais peut être beaucop moins bon en rendement global aussi. On utilise maintenant de système de charge ultra rapide avec des condensateurs spéciaux. Ce type de stockage est maintenat viable indutriellement, prochainement en usage pour un petit “bac” à Lorient. Il se recharge en quelques minutes à chaque arrêt pour se décharger immédiatement pendant le trajet. Le nombre de cycles est très important, largement supérieur à ce que permettrait une batterie. Le débit en charge et décharge est théoriquement très élevé. C’est donc typiquement un excellent moyen d’accumuler de l’énergie de freinage… plus léger et plus simple en restitution que le flywheel?

climax1891

Dans les années 50, cet autobus pouvait parcourir quelques kilométres avec l’énergie stockée dans une roue de 1,5 tonne. Ensuite, la recharge avait lieu à chaque arrêt. Gyrobus

michel123

cela tient au fait que l’énergie augmente avec la carré de la vitesse de rotation autrement dit en passant de 20000 t/mn( anciens systèmes kert) à 60000 t/nm l’énergie accumulée a bondi d’un facteur neuf. Pour peu que l’on multiplie par deux ou trois la longueur de cylindre on peut augmenter d’autant l’énergie récupèrée. Système au rendement excellent qui semble plus simple à mettre en oeuvre que le système d’air comprimé de psa pour l’accumulation de l’énergie de freinage. Pour peu que l’on mette des panneaux solaires(500W) sur la carrosserie avec un petit moteur électrique pour recharger le système au repos , on pourra faire deux ou trois kilomètres gratis aprés une pause d’une heure au soleil( 1 KW = 10 km)

Bruno lalouette

Je crois bien que l’autonomie maximale du gyrobus était de 60km… L’intérêt est d’associer ce volant d’inertie avec le moteur MCE-5, l’on pourra alors envisager le 45% d’économie… Au biogaz! Je ne sais pas faire les calculs, mais Volvo était muet depuis un certain temps sur cette technique… A mon avis, les ingénieurs ont dû justement bien calculer et soupeser leur coup avant de faire une annonce!

Sicetaitsimple

pour ses rappels historiques toujours interessants. En tous les cas , le transport automobile contribuant à environ 1/3 de la consommation d’énergie (en France) et étant quasiment à 100% importée et carbonée, on peut se réjouir des annonces diverses dans le secteur. Alors, du VE par batteries, du volant d’inertie type Volvo, du pneumatique style Peugeot, de l’hybride rechargeable, de l’hydrogène? Tout celà est passionnant, que le et certainement les car les systèmes ne sont pas incompatibles meilleurs gagnent. Je remarque juste que dans tous les cas ou presque l’electricité est au moins en accompagnement. Le jour où Négawatt et consorts auront compris que la solution c’est plus d”electricité et non pas moins d’électricité, on aura fait un grand pas….

Sicetaitsimple

Je signale juste que les associations ” Negawatt style “en Allemagne ou au Danemark ont déjà largement franchit le pas….en comprenant bien que le potentiel des “nouveaux” renouvelables passait par le vecteur electricté. Bref, on peut être ringard avant même d’avoir réellement existé…

Sicetaitsimple

Le P2G, ça ne passe pas par l’electricité? Vous me surprenez!

Sicetaitsimple

Bon, pour faire du P2G ( Power to gas, de l’électricité au gaz”), avoir de l’electricité n’est pas très important…. Et pour faire du CH4 (methane, du gaz) il est plus important d’avoir de l’O2 que de l’H2. Vous me surprendrez toujours!

Lionel_fr

Salut chelya ! Effectivement je crois que le lithium est réellement un plus comme composant mais pas “organe vital” d’un véhicule mais bcp de gens l’ont déjà dit ici et ailleurs , le business auto electrique à la française est un quasi flop faute de PSYCHOLOGIE et non pas faute d’opportunités. D’après ce que j’ai lu, le P2G est associé aux digesteurs qui valorisent leur exces de CO2 en l’injectant dans un réacteur de Sabatier avec de l’hydrogène d’électrolyse. Le “déchet” de l’opération est désormais l’oxygène pur qui , comme chacun sait , a une grande valeur industrielle Suis je sur le bon thread ? Dans une logique que je dirais “pas-française-pour-deux-ronds” , càd germanique , les digesteurs sont déjà implantés un peu partout et leur business model s’accorde parfaitement à la production d’e-gas de Sabatier et la valorisation de l’O2. C’est surtout cette synergie qui dimensionne ce marché à priori , mais les français ne fonctionne que “toutes choses égales par ailleurs” et sont allergiques aux synergies de toutes sortes ainsi qu’aux gains de productivité. Ils confondent cela avec du licenciement boursier : “produire plus avec autant de personnel” est strictement équivalent selon la CGT à “produire autant avec moins de personnel” Donc , selon les syndicats qui nous parlent à la TV : on peut être un salaud dde patron licencieur même si on ne vire personne : il suffit pour cela d’améliorer la productivité sans embaucher… J’ai mis 40ans à comprendre comment fonctionne le cerveau d’un cégétiste

Sicetaitsimple

Il n’y a pas un petit jeune qui peut nous faire un bilan avec un logiciel de génie des procédés et une petite ACV ( analyse de cycle de vie) en plus? Je résume: – on fait pousser du mais avec tracteurs alimentés au biométhane (de l’usine ci-après) et des engrais également “bio”. – on colle le mais dans un digesteur pour obtenir du méthane, du CO2 et des cochonneries – on sépare tout ça, le méthane est (au moins partiellement) brulé dans un moteur pour alimenter l’usine en electricité et a minima chauffer le digesteur. – mais avec l’electricité qui reste , on fait de l’H2! dans un electrolyseur -et cet H2 est lui-même combiné avec le CO2 produit plus haut, pour faire à nouveau du CH4! – il n’y a plus qu’à comprimer ce CH4 (encore de l’electricité) pour l’envoyer sur le réseau. – n’oublions pas de transporter le digestat au champ, encore avec des tracteurs au biométhane. YAPLUSKA faire le bilan! Euh, à mon avis, il est plus simple et beaucoup plus efficace de couvrir le champ de mais de panneaux PV, même chinois!

Lionel_fr

Le bilan logiciel ne fonctionnera que s’il est étalonné avec plusieurs véritables installations. J’ajouterais que le seul bilan valable actuellement serait publié par une bio-raffinerie avec du vrai hardware fonctionnel bien dur Dans votre résumé , je ne vois pas de PV ni d’éolien , je vous sais pourtant sensible aux questions de réseau et en conséquence plutôt favorable à une transformation sur place de l’électricité plutôt que son transport systématique .. Les bioraffineries ne sont pas des “sites isolés” à ma connaissance , ils peuvent donc transformer l’electricité réseau en (quelque chose d’autre) à l’instar de n’importe quelle petite industrie Si j’étais un bioraffineur actif, il ne me faudrait pas très lontemps pour réaliser que le méthane , énergie de stock , n’a pas besoin d’être brulé en période de surproduction éolienne ou solaire Dans ce cas , on a bien une conversion de quantités importantes d’électricité éolienne en CH4 qui va abonder le réseau gazier – l’electricité ne sera donc pas transportée par le réseau THT et toc ! un souci de moins ! VPoutine vendra quelques m3 de gaz en moins .. mais je ne m’inquiète pas pour son loyer Quant au gaz , ben il sera systématiquement injecté plutôt que stocké ce qui ne facilita pas le bilan puisque on passe du modèle “site isolé” de votre exemple , à un modèle full duplex très germanique et probablement irréalisable en France sans marier sa fille à un délégué cgt, et encore..

Sicetaitsimple

Pas d’affolement, je n’ai effectivement considéré que les aspects “bilan énergétique ” du système, l’energie qui rentre et celle qui sort. Mais bon, c’est quand même la base, non? Ou alors c’est les shadoks… Un systême énergétique peut avoir un très mauvais rendement, ce n’est pas forcément gravissime si l’énergie entrante ( le vent, le soleil dans le cas présent, ou l’uranium dans un autre cas…) ont un coût nul ou très faible. Ceci dit, le champ ( de mais) recouvert de panneaux PV est certainement beaucoup plus efficient ( économiquement) que le schéma décrit. Mais je reconnais que ça peut ne pas faire plaisir à la CGT, je vous retourne le compliment!

gp

après avoir fait grossir les voitures de + 50% en moins de 20 ans et augmenter la puissance de + 80% sur la même période, on ose nous présenter un dispositif pour récupérer l’énergie cinétique des véhicules jusqu’ici perdue dans les freins. Le bilan carbone de tout ça, C qu’une fois encore, il aurait été bien plus utile de résoudre le pb à la source, en favorisant la sobriété (poids contenu, puissance continue, et système hybride invitant à une conduite douce et apaisée plutôt que turbo diesel inutilement surpuissant qui accélére bcp trop fort par rapport au besoin) plutôt qu’en déployant de la techno à gogo qui n’a aucun intérêt dans un petit véhicule éco-conduit. Encore un truc complétement inutile qui n’aura aucun impact pour vraiment sortir du tout pétrole… CQFD

Sicetaitsimple

Ce qui est remarquable avec vous, c’est l’infini que constitue la biomasse…. Sauf qu’un coup c’est en digesteurs, l’autre c’est en gazéification, le 3eme c’est en combustion directe, le 4eme c’est en biocarburants, j’en oublie certainement et pourtant il faudra bien continuer à nourrir les populations.On ne peut pas vendre des surfaces agricoles ou non agricoles 4 fois… D’ailleurs l’aimerais avoir votre avis sur: “Euh, à mon avis, il est plus simple et beaucoup plus efficace de couvrir le champ de mais de panneaux PV, même chinois!”

Sicetaitsimple

D’accord avec vous sur l’exemple Volvo qui donne plutôt dans le haut de gamme cher, puissant et lourd, mais je ne vois vraiment pas pourquoi le principe de récupération de l’energie cinétique au freinage devrait être négligé, même sur un véhicule plutôt léger et économe? Après c’est effectivement un problème économique, mais je pense que les avancées technologiques sont souvent tirées par les produits de haut de gamme avant d’être démocratisés, non? Le KERS,c’est apparu en F1 il y a plus de 5 ans si mes souvenirs sont exacts….

gp

l’idée de récupérer l’énergie au freinage tel que le fait déjà un full hybride ou un électrique n’est absolument pas à négliger, même pour un petit véhicule. Ce qui est très critiquable ici, C le fait d’avoir recours à une techno développée pour la F1 qui n’est intéressante que pour stocker une grande quantité d’énergie en un court laps de temps = utile uniquement si véhicule très lourd et/ou décélérant très brutalement => donc inutile 95% du temps dans la vraie vie puisque la récupération d’énergie au freinage est surtout pertinente en milieu urbain, précisément là où les véhicules lourds et/ou très puissants n’ont rien à y faire! Pour les quadricycles urbains qui peupleront les grandes villes du XXIème siècle, la récupération d’énergie via la regénération au freinage est suffisante. Pour les bus urbains en revanche, là oui Volvo serait bien inspiré de s’y intéresser…

Bruno lalouette

GP, une F1 ce n’est que 500 kg et c’est la multiplication des freinages en milieu urbain qui rendra la chose utile sur de petits véhicules, par ailleurs des poids lourds utilisant ce système lors des ralentissements de la circulation peuvent économiser beaucoup d’énergie! France, prévision pour 2025, 363 milliards de tonnes/km, trafic poids lourds actuel,323 milliards de tonnes km, et les camions consomment un tiers du diesel en France, et le diesel, c’est 80% des carburants consommés. J’en profite donc pour dire à sicetaitsisimple, qu’en fait les choses sont simples, bien sûr le maïs c’est pas beau, plante importée mal adaptée et qui picole beaucoup! A la place, la luzerne c’est tellement mieux, des fleurs pour les abeilles, pas d’eau, pas de produits phytosanitaires, à manger pour les vaches et pour les digesteurs, jachères et sols pauvres mis à contribution, c’est tout benef pour l’agriculteur… Mais avant, il y a 378 millions de tonnes annuel de déchets verts à utiliser! il y a aussi des millions d’hectares non cultivés en Europe! Et si cela ne suffit pas, on peut toujours réquisitionner les millions d’hectares dévolus à la culture du tabac…

Bruno lalouette

GP, une F1 ce n’est que 500 kg et c’est la multiplication des freinages en milieu urbain qui rendra la chose utile sur de petits véhicules, par ailleurs des poids lourds utilisant ce système lors des ralentissements de la circulation peuvent économiser beaucoup d’énergie! France, prévision pour 2025, 363 milliards de tonnes/km, trafic poids lourds actuel,323 milliards de tonnes km, et les camions consomment un tiers du diesel en France, et le diesel, c’est 80% des carburants consommés. J’en profite donc pour dire à sicetaitsisimple, qu’en fait les choses sont simples, bien sûr le maïs c’est pas beau, plante importée mal adaptée et qui picole beaucoup! A la place, la luzerne c’est tellement mieux, des fleurs pour les abeilles, pas d’eau, pas de produits phytosanitaires, à manger pour les vaches et pour les digesteurs, jachères et sols pauvres mis à contribution, c’est tout benef pour l’agriculteur… Mais avant, il y a 378 millions de tonnes annuel de déchets verts à utiliser! il y a aussi des millions d’hectares non cultivés en Europe! Et si cela ne suffit pas, on peut toujours réquisitionner les millions d’hectares dévolus à la culture du tabac…

Sicetaitsimple

Je ne suis pas un spécialiste, mais je ne comprends quand même pas très bien ce que vous dites, même si je vous l’accorde on voit rarement des F1 en ville! – pour moi 1/2mV2 (l’énergie cinétique), c’est 1/2mV2, la façon dont vous freinez ne change rien à l’energie récupérable. Et l’energie récupérée peut être réutilisée de façon tout à fait progressive, sans vouloir faire fumer les pneus au démarrage. – bref, entre 2 petites voitures (allez, 1t chacune) et une grosse voiture ( de 2t) qui circulent en ville où de toutes façons le ryhme de circulation est souvent imposé (la vitesse, les feux rouges,…), le potentiel est le même. Alors, il y a des effets d’echelle et des courbes d’apprentissage qui justifient qu’on commence plutôt sur des véhicules chers ( où le client n’est pas trop regardant sur la dépense), mais à terme je ne vois pas pourquoi il y aurait une catégorie réservée. Ceci dit, je suis d’accord avec vous sur l’anachronisme de certains véhicules, encore que j’ai l’impression ( mais peut-être me suis-je tout simplement habitué?) de voir moins de 4×4 avec écrans pare-buffle en ville qu’il y a quelques années…..

Sicetaiysimple

Peut-être, mais la luzerne si j’en crois certains chiffres, c’est 4 à 5 fois moins de pouvoir méthanogène par hectare…. Quant aux 378Mt de déchets à utiliser, merci de nous dire sur quel périmètre ( je ne pense pas que ce soit la France…), ce que c’est , voire pourquoi pas donner un lien?

traction0

Je vais me rallier à l’avis de Patrick1948, en effet, si ce système me parait ingénieux, il me parait également très compliqué et certainement pas prévu pour les voitures du citoyen lambda, le gros problème est plus l’engorgement des villes où la circulation devient de plus en plus laborieuse, nous sommes en pleine saturation et quelque soit l’énergie employée, cela ne résoudra pas ce problème ! Je pense au contraire qu’il faut développer des systèmes à 2 roues ou des microcars, une autre solution est d’interdire la circulation en ville sauf, bien sûr, pour les fournisseurs et autres professions nécessitant absolument un véhicule mais dans ce cas, il faut envisager un système public de déplacements collectifs efficace, et des parkings périphériques de grandes capacités, hélas utopique, nous en sommes loin, très loin, je ne vois donc que le blocage total de la circulation dans les villes à brève échéance, volant à inertie ou pas ! Nous devons nous en faire une raison, l’automobile comme nous l’avons toujours connue n’a plus d’avenir sauf, rares exceptions !!