La diminution de la consommation de carburant –et des émissions de CO2 y afférentes– est pour les constructeurs automobiles une priorité absolue. Dans le futur, nous nous déplacerons à bord de voitures plus légères, équipées d’un moteur à combustion très efficient, consommant avec parcimonie chaque goutte de carburant. Tous les organes, de la direction assistée à la boîte de vitesses, et de la climatisation au régulateur de vitesse, seront conçus dans une optique de consommation minimale d’énergie. Ceci aura pour résultat que d’ici dix ans, les voitures consommeront 25% de moins qu’aujourd’hui. D’ici là, d'autres concepts de propulsion, comme le véhicule hybride et la pile à combustible qui génère du courant électrique au départ d’une réaction chimique entre hydrogène et oxygène, feront leur apparition. De l’échappement ne se dégagera plus que de la vapeur d’eau.
Parallèlement à l’approche concertée du problème de la mobilité, cette révolution technologique contribuera à mettre un terme à l’augmentation constante des rejets de gaz à effet de serre.
L'évolution au cours des dernières décennies
Depuis la crise pétrolière des années '70, les concepteurs d'automobiles sont plus que jamais conscients de l'atout que représente, aux yeux de leurs clients, la faible consommation de leurs créations. Bien avant les préoccupations actuelles concernant l’effet de serre, on a cherché des voies pour réduire la consommation des voitures.
Des solutions ont ainsi été apportées dans différents domaines tels que: l'optimisation du rendement du moteur, l'utilisation de matériaux légers ou l'amélioration du profil aérodynamique. Au cours des dernières décennies, la commande électronique de l’injection et de l’allumage a fait son apparition sur les modèles à essence: celle-ci permet de déterminer avec précision la quantité nécessaire de carburant en fonction du régime.
Au début des années '90, l’injection directe a été appliquée aux moteurs diesel des voitures, ce qui a donné lieu à une économie de consommation de 15%1. Alors que la voiture moyenne des années '70 avait un coefficient de résistance à l’air (Cx) de 0,4, la génération actuelle, grâce à des tests intensifs en soufflerie, arrive facilement à 0,3, voire moins encore.
Actuellement, l’utilisation de matériaux légers comme les matières plastiques, l’aluminium ou des variétés d’acier de qualité supérieure ne surprend plus personne. Les conséquences de ces divers développements peuvent dès lors être qualifiées de spectaculaires. Le graphique a illustre qu’en 1974, une voiture de 1.000 kg avait en moyenne besoin de plus de 10 litres pour parcourir 100 km. En 1997, cette consommation était réduite de moitié.
Le graphique b montre une diminution de 15% de la consommation moyenne des voitures neuves vendues dans notre pays entre 1980 et 1988, mais indique aussi que cette tendance ne s’est pas confirmée pendant les 7 années qui ont suivi.
Ce n’est qu’à partir de 1995 que cette diminution a repris son cours. A quoi cela est-il dû? La voiture doit satisfaire à toute une série d’exigences: confort, sécurité, faible consommation, respect de l’environnement, etc. qui nécessitent un compromis.
On estime à 4,9% l’augmentation de la consommation due au renforcement de la réglementation sur les émissions, à 7,3% celle due à l'amélioration de la sécurité et à la réduction du bruit, et à 2,8% celle engendrée par la demande accrue en matière de confort2. Par conséquent, le poids de la voiture n’a pas diminué, au contraire. Le poids à vide des voitures neuves vendues en Europe entre 1980 et 1993, est passé en moyenne de 944 kg à 1.078 kg (+14%). Un exemple: la Golf de la première génération pesait, en 1974, 750 kg, alors que celle de la quatrième génération, qui date de 1998, pèse 1.040 kg.
Que nous réserve l’avenir?
Dans le but de renverser radicalement la tendance et de fournir ainsi une contribution substantielle à la réalisation des objectifs de Kyoto, les constructeurs ont conclu des accords volontaires avec la Commission européenne. Ceux-ci stipulent qu’en 2008 (2009 pour les marques japonaises et coréennes), la moyenne des émissions de l’ensemble des voitures neuves vendues dans l’Union européenne ne pourra s’élever qu’à 140 grammes/km de CO2, soit une réduction de 25% par rapport au niveau de 1995.
Compte tenu de la part de marché du diesel, cela équivaut pour notre pays à une consommation de seulement 5,5 litres aux 100 km. Etant donné le renforcement drastique des normes d’émissions et les exigences accrues de la réglementation sur le plan de la sécurité passive et du recyclage, cet engagement des constructeurs représente un énorme défi qui nécessitera l’introduction de nouveaux concepts technologiques.
Voici un échantillon –incomplet– des nouvelles technologies que les constructeurs automobiles présenteront au cours des prochaines années. Sur le plan de la motorisation, ils travaillent à la mise au point de l’injection directe d’essence, de la commande variable des soupapes, de petits moteurs à essence suralimentés (potentiel total de réduction de la consommation de 28%)3 et de systèmes d’injection plus perfectionnés pour les moteurs diesel.
La boîte de vitesses a également un rôle important. Les boîtes automatiques, parmi lesquelles la TVC (Transmission Variable Continue), permettent un fonctionnement aux régimes les plus économiques. Dans le cadre de cette recherche d’optimisation, il ne faut cependant pas oublier la consommation induite par les équipements auxiliaires. Ainsi la servodirection électrique procure un gain de 0,3l/100 km4 par rapport à la servodirection hydraulique.
Il existe aussi des concepts de propulsion alternatifs comme la traction hybride et la pile à combustible. La voiture hybride est, outre un moteur électrique, équipée d’un moteur à combustion relativement petit. Celui-ci n'est utilisé que dans les conditions d’utilisation les plus économiques, ce qui permet de réduire la consommation. Dans le cas de la pile à combustible, l’hydrogène et l’oxygène réagissent pour générer de l’électricité, ne dégageant que de la vapeur d’eau sans émission de CO2. Les constructeurs sont dès lors optimistes quant à la réalisation des objectifs fixés, mais soulignent l’importance de pouvoir disposer de carburants à faible teneur en soufre. Les moteurs super-économiques ne peuvent satisfaire aux normes en matière d’émissions que s’ils sont équipés de la toute dernière génération de pots catalytiques, très sensibles au soufre.
Le progrès technologique diminuera sensiblement la consommation individuelle des voitures. Cette avancée doit toutefois être complétée par une politique de mobilité cohérente qui maîtrise la croissance du trafic routier. Dans un autre article du présent dossier, FEBIAC évoque les possibilités offertes par des mesures telles que le carpooling, le développement des transports publics, le télétravail et le shopping à distance, la promotion de l’utilisation des deux-roues, etc. pour faire baisser le nombre de kilomètres parcourus et ainsi réduire les émissions de CO2.
Pour avoir un impact suffisant, ces mesures doivent être soutenues par un climat fiscal favorable. L’effet combiné des mesures techniques et non techniques sur les émissions futures de CO2 sera exposé en détail par FEBIAC pendant le Salon 2000, sur base d’une étude réalisée à sa demande par l’ 'Institut für Energie- und Umweltforschung' de Heidelberg (Allemagne).
Enfin, chaque automobiliste porte une responsabilité non négligeable par sa façon de conduire et l’état technique de sa voiture. Un style de conduite agressif peut réduire à néant tous les efforts réalisés par le constructeur pour économiser du carburant. Les campagnes de sensibilisation ne doivent dès lors pas se limiter à l’aspect sécurité routière, mais doivent aussi contenir un message écologique: à savoir qu’une conduite responsable est non seulement bénéfique pour la sécurité des usagers de la route, mais aussi pour l’environnement. La technique viendra toutefois au secours du conducteur. Grâce au régulateur de vitesse ((adaptive) cruise-control) et aux systèmes de navigation, il pourra maintenir une vitesse uniforme et atteindre sa destination sans détour et sans stress. Cela prouve une fois encore combien les thèmes sécurité, confort, environnement et mobilité sont, en matière automobile, étroitement liés.
BIBLIOGRAPHIE
(1) K.-P. Schindler (Volkswagen AG) – Why do we need the diesel? (1997)
(2) European Conference of Ministers of Transport – Report on the monitoring of fuel consumption and CO
2 emissions of new cars (1997)
(3) W. Moser (Robert Bosch GmbH) – Gasoline Direct Injection: A contribution towards lower CO2 emissions (1999)
(4) Automotive Component Analyst – Electric Power Steering: Developments for passenger cars (1997)