S’il faut une voiture…

… Alors au moins, qu’elle soit adaptée aux besoins et à son environnement.

Emettre un flot continu de particules cancérigènes, d’oxydes d’Azote et de CO2 à chacun de ses déplacements ne devrait plus être désirable, comme nous le vend pourtant la pub.

Des alternatives existent, et pas forcément sous la forme d’un autre moyen de transport d’ailleurs. On peut commander au Shop plutôt que de prendre une voiture pour faire ses courses, on peut voyager en train, panacher ses moyens de transports avec du vélo ou de la vélomobile, et au final avoir une voiture différente.

Selon les tests de l’ATE, depuis plusieurs années, les voitures au gaz naturel gagnent leurs tests, et cette alternative permet d’avoir une totale continuité d’usage. Le choix éclairé du flemmard. 😉

Un cran plus loin, la voiture électrique change quelques habitudes, avec des limitations (autonomie en voyage, puissance du chauffage, vitesse de pointe, prix) et des avantages (silence, couple, accélération, recharge à domicile, chauffage programmable, absence de vibrations, volume à bord) qui peuvent souvent satisfaire au-delà des attentes, pour la vie de tous les jours.

Les modèles emblématiques du moment sont les Tesla Model S et X, véhicules américains faits pour les américains. Donc partiellement adéquats pour nos contrées. Un peu volumineux, lourds, larges, ces engins sont taillés pour des contrées où la place est moins comptée que chez nous. De bons véhicules dans leur créneau assurément, mais pas conçus à la base pour le marché Suisse ou Européen.

Une autre proposition se dessine: la Sonomotors Sion. https://sonomotors.com/

Pour un prix estimé autour de 20’000 €, très bas pour la technique proposée et la catégorie.

Conception Allemande, état d’esprit en phase avec la vie d’ici dès le départ. On parle d’une voiture de taille moyenne, environ 4.2 m, pesant autour de 1.5 tonnes donc une tonne de moins que la Tesla Model X, seul autre véhicule électrique pouvant remorquer.

La comparaison ne s’arrête pas là: le coffre est cubique et très volumineux pour la catégorie, avec plus de 650 litres, le freinage régénératif est généreux, la recharge rapide est implémentée, et l’autonomie est confortable avec 250 km réels plus bonus solaire. Avec une distance usuelle entre 40 et 60 km/jour pour le 95 % des véhicules, une large part des besoins est couverte, parfois avec une charge par semaine d’ailleurs.

Parlons-en de l’autonomie: avec toutes les faces équipées en panneaux solaires, l’autonomie peut prendre jusqu’à 30 km par jour de bonus, plus de 150 km par semaine donc, même avec de l’ombrage partiel sur la semaine. Cela doit permettre de couvrir une belle part des besoins avec 400 km d’autonomie par semaine pour un branchement hebdomadaire à la prise.

Sur l’année, on parle de 6’000 km de récupérés. L’hiver étant logiquement moins productif.

C’est une option intéressante pour les situations où la mobilité active ne parvient pas à fournir le service voulu.

Et comme les vélos à assistance électrique, le gros avantage est que le plein se fait à la maison, en 10 secondes de travail: brancher la prise et partir dormir.

Vélo et anthropomorphisme

De retour de la Spezi 2018, la grande foire des vélos spéciaux, un point particulier saute aux yeux: les vélos grossissent.

Les gens grossissent depuis quelques décennies, un peu partout dans le monde. Les voitures également, avec une accélération depuis le début de la mode des SUV aussi appelés tanks urbains puisque la majorité ne verra jamais de boue.

Il était logique que cela arrive aussi à ce fidèle compagnon de l’Homme qu’est le vélo.

Des pneus énormes, des cadres surdimensionnés, des assistances au couple de camion pour impressionner et forcer la décision d’achat, des décorations de carnaval et toutes les ficelles du marketing pour que la grenouille se fasse plus grosse que le boeuf.

Les vélos légers et fins étaient soit absents des stands soit un peu mis à l’écart.

Pourtant, ceux qui ont eu l’idée de venir essayer les trikes sur le stand Catrike sont repartis enchantés. « Comme c’est léger » « incroyable la vivacité de ce vélo » et « c’est sacrément plus agréable qu’avec des gros pneus » sont des commentaires entendus durant ces deux jours.

Comme quoi, entre la mode et ce qui est vraiement adapté aux besoins, il y a encore une fois un gouffre.

Vol et vandalisme, ces fléaux universels

Dans tous les domaines, la passion et l’amour des belles choses permet d’aller plus loin, de sublimer la matière.

Pensez à l’artisanat face à l’industrie, au couteau de coutellier face à une lame de grand magasin. C’est à chaque fois un monde de connaisseurs, d’excès et de douce folie parfois.

Le monde du vélo a bien entendu aussi sa communauté de doux dingues, et les vélos qui en résultent sont parfois de vraies oeuvres d’art sur roues.

Voir un tel engin vandalisé, volé ou « emprunté » est un crève-coeur et probablement un frein à l’expansion de la pratique.

Un système de géolocalisation activable par SMS, un traceur repris par la Police ou tout autre solution permettant de limiter l’impact d’un tel acte barbare est une bonne mesure… lorsque l’on a manqué toutes les précédentes, qui servent à éviter que l’agression ne se produise.

Si l’on veut que la mobilité douce se développe, que les villes et les campagnes soient moins polluées, plus silencieuses et plus sûres, il va falloir laisser les passionnés montrer la voie. Et pour cela, il faut qu’ils puissent compter sur le fait de retrouver en bon état leur destrier quelle que soit la situation, l’heure et l’endroit.

Cela demande un système éducatif qui promeut fortement l’honnêteté, un système de prévention fort et actif avec une priorité sur le respect et les valeurs morales, un système répressif simplement présent de manière récurrente, histoire d’avoir une chance statistique de voir les problèmes. La stabulation libre actuelle mène les plus mauvais éléments de notre société à se croire tout permis et à s’approprier le bien d’autrui sans vergogne, ruinant parfois la motivation et l’envie de construire un véhicule sortant de l’ordinaire.

Toute agression laisse des traces, c’est un déficit qui peut facilement ralentir toute une communauté par l’agent gaspillé, le stress, la perte d’envie de bien faire. Luttons contre les pratiques destructrices, donnons envie aux générations suivantes de faire mieux que nous. Donnons-leur les moyens de le faire.

Vélos et infrastructures, la poule et l’oeuf

Pour que la pratique du vélo soit attractive pour le plus grand nombre, on entend souvent dire que les infrastructures devraient être de meilleure qualité et beaucoup plus nombreuses.

Et de l’autre côté, on entend qu’il est exclu d’investir « d’importants montants » pour des structures qui ne concernent qu’une poignée de personnes.

Les deux avis se tiennent, et si l’on attend que cela bouge tout seul rien ne se passera pendant encore longtemps. Il faut une volonté certaine et un courage évident pour projeter, soutenir et réaliser la base permettant aux futurs utilisateurs de se sentir en sécurité, avec des voies permettant un trajet rapide et efficace.

C’est une dynamique qu’il faut lancer, avant que le système s’entretienne seul une fois la masse critique atteinte. A ce stade, le gain devient évident: il est possible de placer plus de vélos à surface égale, tant en roulant que dans les places de parc. Donc l’augmentation de la part modale cycliste profite aussi aux fanatiques de la voiture. Et si ces derniers poussaient aussi à la création d’un réseau cyclable complet, afin de retrouver un peu de place sur la route, ne serait-ce pas magnifique ?

Consommation des moyens de transport

La mobilité est une composante de plus en plus importante dans notre société, c’est un fait. Au delà du débat sur la pertinence d’une telle pratique, qui tient plus de la philosophie et de l’évolution sociale que de la technique, on peut simplement constater et prendre le parti de n’observer que les chiffres liés à cette réalité.

Pour la majorité des déplacements pendulaires, le besoin se résume à emmener sa masse de l’habitation au travail, et retour. Prenons 75 kg comme norme, et comparons les moyens de transport les plus courants.

Il est possible, selon les distances, d’aller à pied, à vélo, en 2 roues motorisé, en voiture, en bus de ligne, en tram, en train. Nous laisserons de côté le bateau, l’avion, l’hélicoptère et le sous-marin, ces pratiques étant selon toute vraisemblance minoritaires.

La marche

Prérequis: Environ 1 kg de matériel.

C’est le plus simple et le moins cher, puisqu’une paire de chaussures est le seul prérequis. La consommation d’énergie est assez élevée, en raison de la lenteur et de l’absence de gain de situation. Par exemple, en descente il y a toujours une consommation d’énergie. Le bilan est délicat à chiffrer, les variations sont grandes, mais on peut estimer autour de 10-15 Wh/km l’énergie de déplacement.

Le vélo

Prérequis: 15 kg de matériel.

Un peu plus de matériel, un peu d’énergie grise. C’est le moyen de déplacement à base humaine le plus efficient, plus rapide que la marche, beaucoup de gains de situation, faible encombrement. Ses limites viennent principalement des infrastructures pas toujours adaptées, des distances à parcourir, des embûches externes à l’usage (vol, déprédations, stockage parfois difficile) et de la météo. L’énergie de déplacement se situe autour de 5-8 Wh/km. Pour des gens en surpoids, il est même possible de compter à zéro l’énergie de déplacement, les réserves de graisses étant utilisées. Les faire fondre dans un fitness aurait coûté bien plus d’énergie.

Le deux roues motorisé

Encore relativement compact, il demande bien plus d’énergie que le vélo tant pour sa fabrication que pour son usage. C’est déjà un compromis.

Version 1: énergie électrique

Prérequis: environ 25 kg de matériel.

on y trouve les vélos à assistance, nommés cyclomoteurs légers et cyclomoteur, selon leur vitesse et puissance.Toujours facile à parquer même en ville, leur gabarit reste fin tandis que les performances permettent d’envisager un usage plus large et de plus grandes distances.

Consommation autour de 15-20 Wh/km en prenant l’électricité plus l’énergie musculaire.

Version 2: énergie fossile

Prérequis: environ 150 à 200 kg de matériel.

Scooter, moto, on change sensiblement de gabarit et d’usage. Grandes distances possibles, polluant sur le lieu d’usage, bruyant, en général plus lourd que ce qu’il transporte.

Consommation 250-700 Wh/km. C’est le grand saut. Il y a un facteur 20 à 30 entre un vélo électrique rapide et un scooter ou une petite moto, et un facteur 40 avec une moto de moyenne cylindrée.

Voiture électrique

Imposantes, avec plus de 20 m2 occupés par voiture lorsqu’elle ne sert pas, lourdes et rapides, c’est le prix que l’on a choisi de payer pour notre confort et protection. Pas ou peu de pollution sur le lieu d’usage, bruit réduit.

De manière surprenante, elles sont toutes plutôt proche niveau consommation, entre 150 et 250 Wh/km.

Masse entre 1500 et 3000 kg

Voiture thermique

Un héritage du siècle dernier, avec des chiffres assez incroyables.

Consommation entre 500 et 1500 Wh/km

Masse entre 1100 et 3500 kg

Bus de ligne

Prérequis: environ 15’000 kg de matériel. Voies de circulation dédiées si l’on veut une efficacité maximale.

Intéressant car il n’occupe pas de place en étant immobilisé sans raison toute la journée, avantage commun à tout moyen de transport mutualisé.

Consommation vers 30-50 Wh/km par personne

Tram, train

Prérequis: environ 100’000 kg de matériel. Voies de circulation dédiées indispensables par nature.

Les roues en fer sur rail fer également ont une résistance au roulement incroyablement faible, et le parcours en site protégé permet d’optimiser la consommation tout en assurant un service fiable.

Consommation vers 10-30 Wh/km par personne

Conclusion: le transport individuel a un prix, et plus le véhicule est gros, plus cela devient criant.

Entre le train et la voiture c’est incroyable, en moyenne un facteur 30 sur la consommation, avec en plus les soucis d’encombrement au sol lorsque la voiture ne roule pas (23 heures par jour en moyenne) à gérer.

Quitte à se déplacer par ses propres moyens, les chiffres poussent à choisir des moyens de locomotion à échelle humaine: marche, vélo, cyclomoteur électrique. La vie en groupe n’en sera que plus facile et agréable.

Est-ce logique de transporter 1500 kg pour une masse utile de 75 kg ?

 

Batteries

Aspects génériques

Modules LiFePO4 fort courant, assemblage modulaire selon besoins client

Les vélos électriques ont besoin d’une source d’énergie, et depuis le début c’est un point sensible. Les premiers tournaient sur du Plomb, ensuite en NiCd puis en NiMH. Le Lithium est arrivé sur nos montures il y a environ 10 ans, et les débuts furent difficiles. Durée de vie courte, fiabilité insuffisante, coût exorbitant.

Depuis 2011 toutefois, une certaine maturité est remarquée. Taux de pannes en forte baisse, évolution de capacité moins rapide, prix en érosion continue. Merci aux grands projets qui poussent cela, de Solar Impulse à Tesla Motors, permettant aux petits de profiter des évolutions.

La clef réside maintenant dans les choix technique: résistance aux pics de courant, durée de vie calendaire, résistance au froid et au chaud, chargeur plus respectueux du matériel. C’est sur ce genre de choix que BikeToTheFuture apporte une valeur ajoutée: l’expérience de projets à fortes contraintes a permis d’augmenter les compétences et aller au-delà des pratiques usuelles du domaine du vélo.

Batterie de 1.55 kg pour 310 Wh

Les batteries sont plus robustes, de plus forte capacité et vivront plus longtemps. Plusieurs éléments et technologies sont reprises du domaine automobile, dont les fusibles de sécurité de Tesla Motors, certainement une fonctionalité unique dans le domaine du vélo. 2017 était une année d’innovation et 2018 semble une belle année pour les batteries arrivées à maturité. La prochaine grosse évolution avec les batteries Lithium-Air ne sera pas disponible avant 5-10 ans, dans l’intervalle profitons de ce que nous avons.

Lot d’éléments de Nissan Leaf, 3.8 kg et 500 Wh par module. 24 kWh sur cette image

Application aux vélos électriques

Que ce soit pour travailler avec un vélocargo, pour emmener ses enfants à l’école, pour aller travailler ou pour voyager, beaucoup de cyclistes constatent qu’une batterie, souvent entre 300 et 500 Wh, c’est trop peu. Grande est la tentation d’en acheter une seconde et alterner pour permettre une meilleure portée.

Toutefois, il existe une méthode plus efficace d’avoir deux batteries. Si elles sont identiques et à niveau de charge égal, il est possible de les brancher en parallèle et des les exploiter comme une seule batterie de capacité doublée. Ainsi, chacune ne verra que la moitié de la puissance à fournir, ainsi que la moitié du courant de charge. L’autonomie en sera plus que doublée grâce aux pertes réduites et à la chute de tension minorée.

A partir du même matériel, il est donc intéressant d’optimiser le branchement et en récupérer les avantages.

Quelques chiffres

L’autonomie et la consommation varient fortement selon l’usage. En effet, contrairement à une moto ou une voiture, on ajoute de l’énergie musculaire et cette part peut passer de insignifiante à prépondérante selon le cycliste. Il faut donc normaliser, et pour l’instant rien n’est fait dans ce domaine.

Eviter à tout prix de se fier aux étiquettes constructeur ou vendeur et une autonomie en mode éco, avec des consommations de l’ordre de 1.5 à 1.7 Wh/km. C’est juste ce qu’il faut pour compenser le surpoids du vélo électrique et ses pneus plus massifs, le plus souvent. Vous feriez aussi bien de prendre un vélo fin et léger, la dépense énergétique et la vitesse seront identiques au final, sans les contraintes. Avec de telles valeurs fantaisistes, plusieurs vélos sortis de BikeToTheFuture devraient annoncer plus de 500 km d’autonomie, parfois plus de 1’000 km alors qu’il n’en est rien: les meilleurs ont autour de 250-280 km de portée sur une charge en utilisant l’assistance à chaque fois lorsque nécessaire.

Tout ce que nous pouvons proposer ce sont des chiffres moyens sur les vélos en circulation, ce qui donne un ordre de grandeur intéressant.

Un cycliste équipant son vélo pour lisser les pics d’effort, sans prétention sur la vitesse moyenne, et qui désire toujours fournir l’effort majoritaire sur son trajet aura une consommation entre 3.5 et 5 Wh/km pour du parcours légèrement vallonné (pentes vers 4-5 %) et entre 5 et 6.5 Wh/km pour de la montagne aux pentes plus marquées, vers 8-10 % de pente.

Un cycliste voulant significativement réduire ses temps de trajet, qui va « taper » plus fort dans le système, va avoir du 6-8.5 Wh/km et 10-12 Wh/km respectivement selon le terrain.

Et un montage en S-Pedelec en Europe ou cyclomoteur 1 kW en Suisse va tourner autour de 15-20 Wh/km, tout en étant moins sensible au terrain. En effet, l’aérodynamique se fait bien sentir et augmente la consommation même au plat.

Une batterie de 500 Wh donnera donc entre 25 km d’autonomie pour un S-Pedelec et 100 km pour un randonneur cycliste. De l’importance de définir un cahier des charges avant de dimensionner une batterie…

Puissance crête

Lors de grosses accélérations ou en forte montée, le système peut tirer un courant important de la batterie. C’est brutal et réduit la durée de vie des éléments, ceci d’autant plus que la décharge est violente face à la capacité de la batterie. L’idéal est de ne pas dépasser en Watt la valeur de l’énergie embarquée, en Watt Heure. C’est rarement le cas, les batteries sont donc trop petites. En en couplant deux en parallèle, ce problème disparaît naturellement.