Mobilité durable

Mobilite connectée       
Nos réseaux

 COLLABORATIONS AU NIVEAU Européen

POLIS : un réseau au service de l’innovation dans les transports locaux

IFPEN est membre de POLIS, un réseau d’environ 80 membres regroupant villes, régions européennes et acteurs de la recherche pour soutenir le développement de technologies et politiques innovantes et durables dans le domaine du transport local. Le réseau POLIS favorise notamment les échanges d'expériences et les transferts de connaissances entre les autorités locales et régionales d'Europe au travers de groupes de travail, événements, mise en place de partenariats de recherche financés par la Commission européenne. POLIS est notamment un des interlocuteurs privilégiés des institutions européennes sur les questions de la qualité de l'air et la mobilité.

Projet H2020 CEVOLVER

Le projet Cevolver (Connected Electric Vehicle Optimized for Life, Value, Efficiency and Range) veut simplifier l’usage des véhicules électriques aux particuliers. Piloté par FEV et mené avec neuf partenaires européens, il a notamment pour objectif d’augmenter l’efficacité énergétique de ces véhicules via la mise au point d’algorithmes et le développement des services web. Les équipes du Carnot IFPEN TE apportent leur expertise en contrôle et en développement d’algorithmes.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 824295.
 

Projet H2020 LongRun : des poids lourds et autocars plus respectueux de l’environnement

Le projet LongRun « Development of efficient and environmentally friendly LONG distance poweRtrain for heavy dUty trucks aNd coaches » a été lancé début 2020 dans le cadre du programme européen Horizon 2020. Ce projet, qui durera trois ans et demi, est mené avec 30 partenaires* répartis dans 13 pays. Son but est de développer un ensemble complet de chaînes de traction pour poids lourds et autocars plus respectueux de l’environnement avec des objectifs concrets à atteindre : 10 % d’économie d’énergie, 30 % de réduction des émissions de polluants (NOx, CO et autres) et un pic de rendement thermique à 50 %.

Les équipes d'IFPEN, dans le cadre du Carnot IFPEN Transports Energie, apporteront notamment leurs compétences sur la conception et caractérisation de systèmes de combustion pour carburants à faible impact CO2 (gaz, hydrogène, dual fuel, biocarburants), ainsi que sur le développement de services connectés d’eco-routing et d’eco-driving pour amplifier la réduction d’énergie consommée. LongRun contribuera également à établir des feuilles de route sur la technologie du groupe motopropulseur et de la chaîne de traction et les futurs carburants à faible impact CO2, pour alimenter les réflexions de la Commission européenne et orienter les futurs programmes de R&D.

* principaux équipementiers de camions et d’autocars ainsi que leurs fournisseurs et partenaires de recherche

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 874972.

COLLABORATIONS avec les start-up

La compagnie des mobilités

IFPEN est présent au capital de la start-up La Compagnie des Mobilités, qui conçoit et commercialise des applications mobiles et internet dédiées aux déplacements doux. Les équipes travaillent ensemble dans le cadre d’un partenariat de R&D autour du développement de Geovelo, l’un des tout premiers « GPS » vélo européens. 

 CollaborationS avec les territoires

Atmo Auvergne Rhône-Alpes

Atmo Auvergne-Rhône-Alpes est l’observatoire agréé par le ministère de la Transition écologique pour la surveillance et l’information sur la qualité de l’air en Auvergne-Rhône-Alpes. Il collabore avec IFPEN sur ces enjeux.
 > Accéder au portail des données ouvertes dur la qualité de l’air en région AURA
 

Projet AIRMAP à Lyon

Le projet Airmap a été retenu par la métropole de Lyon dans le cadre de son [R]Challenge. L'objectif est de mesurer les émissions polluantes en temps réel sur un territoire à grande échelle, afin d’orienter les choix d’urbanisme et de voirie, au service d’une meilleure qualité de l’air. Le projet est mené dans les zones traversées par l’autoroute A7 et dans différents quartiers de Lyon. IFPEN s'appuie sur l'application Geco air pour réaliser un monitoring de la pollution urbaine et élaborer des cartographies en temps réel. 
 

Acacias, un projet sélectionné par l'Ademe

Acacias fait partie des lauréats de l’appel à propositions de recherche pour une meilleure qualité de l’air Primequal (« Qualité de l’air, changement climatique, énergie ») lancé en 2019 par l'Ademe. Le projet vise à développer de nouvelles méthodologies, appliquées dans un premier temps au territoire de la métropole de Lyon, permettant aux villes d’identifier et promouvoir les politiques publiques liées à la mobilité les plus favorables pour l’environnement.
 

Collaboration avec la métropole du grand Lyon : le Projet REVEAL

IFPEN collabore avec la Métropole du Grand Lyon à travers le projet « Réduction des émissions des véhicules par l’amélioration de l’efficacité environnementale de voirie lyonnais » (REVEAL). Objectif : accompagner la métropole à prendre compte la qualité de l’air, le bruit, la sécurité routière et la congestion dans les décisions liées aux aménagements de voirie. Cette analyse de l’impact des aménagements de voirie existants sera faite en exploitant des données d’utilisations réelles collectées pour dresser la carte des émissions sur le territoire de la métropole de Lyon.

Comprendre l’évolution de la mobilité en Ile-de-France

Un partenariat collaboratif a été mis en place entre IFPEN,  l’université Paris Nanterre et le territoire Paris Ouest La Défense (POLD). Monté dans le cadre du projet Territoires d’innovation de grande ambition (TIGA) Île-de-France « Construire au futur, habiter au futur », ce partenariat a pour ambition de capter, d'analyser et de modéliser les données de mobilité sur le territoire de Paris Ouest La Défense, afin de mieux comprendre et anticiper les déplacements liés au travail. L’objectif final est de créer un véritable « observatoire de la mobilité » : une cartographie dynamique des flux vers et depuis une trentaine de tiers lieux du territoire, qui permettra de proposer des services et des horaires adaptés aux usagers, tout en facilitant les interconnexions entre les différents sites.
Par ailleurs, IFPEN et une trentaine d’autres acteurs impliqués dans la mobilité en Ile-de-France se sont regroupés pour analyser l’impact de la Covid-19 sur les habitudes de transports des Franciliens au travers d’enquêtes. Le collectif Mobilité Ile-de-France a souhaité ensuite partager avec le grand public les fruits de ses travaux passés et futurs et a mis en ligne un site web à cette intention. IFPEN y propose les données issues de son observatoire de la mobilité vélo. 

Data IA : la recherche fondamentale au service de la mobilité 4.0IFPEN est l’un des 14 membres fondateurs de l’Institut DataIA, une approche collaborative du digital pour évoluer vers une recherche 4.0, au service d’applications telles que l' internet des objets (IoT), l'urbanisation 4.0 et la mobilité, l'optimisation de la production et de la gestion d'énergie et les e-sciences. La collaboration se matérialise notamment par plusieurs thèses.

Mobilité électrifiée     
Nos solutions

L’électrification des transports s’accélère. Pour accompagner ce mouvement IFPEN travaille sur différentes briques de la chaîne de traction en s’appuyant sur des moyens expérimentaux spécifiques :
 

• Les machines électriques et leur pilotage (électronique de puissance et contrôle)
• Les batteries : modélisation et simulation
• La pile à combustible
• L’électrification de la boucle d’air

Les machines électriques et leur pilotage

Les véhicules électriques sont une solution privilégiée afin de réduire les émissions de CO₂ liées au transport routier. IFPEN travaille sur la conception de motorisations à haut rendement. Ses travaux ont permis de retenir la technologie du moteur synchro-réluctant, qui possède un triple avantage :
•    il utilise moins d’aimants, et donc de terres rares, que le moteur synchrone à aimants permanents,
•    son coût de production est donc réduit,
•    il offre un haut rendement par rapport aux moteurs du marché.
 

e-Mod-Tools : un outil en rupture pour une conception optimale de machines électriques 

« IFPEN a développé e-Mod Tools (electric Motors Optimal Design Tools), une suite logicielle d’optimisation de conception des machines électriques. L’outil permet de générer un grand nombre de solutions virtuelles en exploitant les capacités du supercalculateur d’IFPEN, puis de proposer un concept conciliant des contraintes multiples (rendement en usage, faisabilité industrielle, usage des terres rares, coût …). Sa finalité est de parvenir au dessin de parties actives (stator et rotor) optimal et robuste pour répondre aux contraintes d’une application industrielle ciblée.
Ainsi, la durée nécessaire à la conception d’un nouveau moteur électrique s’en trouve largement optimisée : quelques jours suffisent pour avoir un concept bien avancé !» 
Misa Milosavljevic, chef de projet Motorisations électriques, IFPEN

Un moteur synchro-réluctant pour des applications de petite puissance

IFPEN et la PME française EREM travaillent sur le développement et l’industrialisation d’une gamme de moteurs synchro-réluctant à aimant permanent et à haut rendement destinée à des applications de rétrofit de hautes performances.

« Nous avons choisi de développer la technologie de motorisation électrique synchro-réluctante avec notre partenaire EREM pour répondre principalement à deux objectifs :
-Développer un moteur très performant, modulaire et robuste vis-à-vis des conditions d’utilisation extrêmes. Cela impliquait : 

• De maximiser la densité de couple et de puissance massiques tout en tenant compte des contraintes imposées par l’application.
• De réaliser une conception mécanique compacte, robuste et modulaire
• D’optimiser le refroidissement du moteur tout en limitant au maximum les pertes

-Identifier le compromis performance / coût / fabricabilité le plus attractif pour ce type de marché. La technologie synchro-réluctante offre le meilleur compromis coût / performance / rendement : c'est celle que nous avons retenue. Elle nécessite toutefois un contrôle électronique avancé et un pilotage en couple du moteur plus complexe pour compenser la faible quantité d’aimants : nous avons donc développé des lois de commande adaptées. »
Wissam DIB, chef de projet Motorisation électriques, IFPEN

La première sortie sur le marché de ces travaux concerne une application de rétrofit  dont les machines sont produites par EREM. Ces moteurs développent un couple maximal de l’ordre de 350 Nm et une puissance de 150 kW sous 350 V.
A terme, l'ambition est de proposer avec la même technologie, une gamme de moteurs plus étendue en termes de puissance et de tension (de 40 kW à 48 V jusqu’à 300 kW à 700 V) afin de répondre à un marché des véhicules électriques et hybrides en pleine croissance, dont le marché du rétrofit électrique. 
 

Grande densité de puissance à basse tension

Pour répondre au besoin d’électrification du parc automobile, IFPEN a développé des moteurs en rupture, intégrant une électronique compacte et pouvant atteindre 40kW. Ces motorisations, alimentées en basse tension (36 à 60V), apportent un niveau de puissance suffisamment élevé tout en restant sur une architecture électrique simple (basse tension), ce qui représente une solution de traction électrique pertinente pour les véhicules légers urbains. Par ailleurs, cette solution permet d’ajouter une part plus importante d’électrique dans les véhicules hybrides (extension du ZEV). 
 

Le pilotage des machines électriques

« IFPEN a conçu un environnement de développement dédié à la conception et à la validation des lois de commande pour le pilotage des machines électriques, capable de générer de manière automatique le code qui sera intégré dans les électroniques de pilotage (onduleurs).  Cet environnement permet de concevoir et calibrer les algorithmes nécessaires au pilotage précis des machines électriques tournant à haute vitesse, caractérisées par une fréquence électrique élevée. Les logiciels ainsi mis au point sont embarqués dans une carte de contrôle, intégrée dans tous les onduleurs développés et réalisés par IFPEN. Ces onduleurs adressent une large gamme d’applications, depuis des machines basse tension 3 ou 6 phases (onduleurs 48V à base de Mosfet) jusqu’aux machines à haute tension (onduleurs 400V à base de IGBT ou 800V à base de SiC). L’association d’algorithmes performants et de systèmes électroniques compacts caractérisés par des faibles pertes, permet d’exploiter le potentiel des machines électriques de nouvelle génération conçues par IFPEN ou celles de ses partenaires industriels. IFPEN poursuit ses efforts dans ce domaine avec la prise en main de composants de puissance à base de GaN afin de maîtriser leur mise en œuvre dans les onduleurs et leurs spécificités de pilotage. »
Gianluca Zito, chef de projet Motorisations électriques, IFPEN
 

LES Batteries : modélisation et simulation

Grâce à une expérience de plus de dix ans dans l’étude, la caractérisation et la modélisation des systèmes de stockage électrochimique (SSE), IFPEN est aujourd’hui reconnu comme un acteur incontournable de la modélisation et de la simulation des batteries en France. En complément des travaux originaux destinés aux applications transports, ses travaux s’élargissent désormais aux applications stationnaires, un domaine en pleine mutation avec la volonté de développer des batteries de plus en plus performantes.

« La modélisation des batteries est au cœur de nos travaux dans le domaine des SSE. Nos modèles sont sans cesse enrichis et sont capables de représenter le comportement électrothermique des SSE, leur vieillissement, voire même leur fonctionnement abusif, grâce notamment à la modélisation fine du phénomène d’emballement thermique pour les batteries Li-ion.
Grâce à une veille active et à notre participation à des réseaux comme le RS2E en France, nous maintenons nos modèles à jour pour les technologies de batteries commerciales et prototypes les plus récentes.
Modéliser des batteries, cela veut dire être capable de :
- mettre en place des approches mathématiques qui peuvent être simples (empiriques par analogie électrique) ou très complexes (modèles physiques, méthodes ab-initio) en fonction des besoins des utilisateurs finaux,
- disposer de moyens d’essais et d’outils associés (traitements mathématiques, gestion des données, analyses de sensibilité, etc.) permettant la calibration efficace des paramètres associés aux modèles et leur validation. 
Les essais de vieillissement pour calibrer les modèles de durabilité étant particulièrement coûteux en temps et en moyens, nous avons été à l’initiative de la création du consortium COMUTES², monté avec 5 autres laboratoires de recherche, afin d’organiser des campagnes d’essais mutualisées et ouvertes à tous».

Julien Bernard, chef de projet Batteries, IFPEN

A retenir
Les modèles de batteries d’IFPEN sont disponibles dans la librairie Electric Storage de la plateforme Simcenter Amesim (voir ci-dessous).
Ils sont utilisés :
- Pour les travaux qu’IFPEN mène dans l’accompagnement industriel : choix de technologie, dimensionnement pour une application.
- Dans le cadre de projets collaboratifs pour accélérer le développement des filières électriques.
- Pour innover sur des thématiques d’actualité comme la charge rapide, la seconde vie des batteries, les nouvelles générations de batteries tout solide, etc.

« La librairie Electric Storage que nous développons avec notre partenaire Siemens Digital Industries Software, intégrée à la plate-forme Simcenter Amesim™, propose notamment aux utilisateurs de les aider :
- au pré-dimensionnement du pack batterie, grâce à l’utilisation d'un outil permettant de générer un premier design de batterie Li-ion et son modèle associé à partir de quelques données macroscopiques 
- à la calibration automatique de leurs modèles de batterie, en se basant sur des mesures expérimentales
- et à l’évaluation de phénomènes complexes, tels que le vieillissement ou l’emballement thermique. »
Grégory Font, chef de projet Modélisation système GMP, IFPEN

La pile à combustible

La pile à combustible (PaC) constitue une alternative aux batteries pour l’alimentation en énergie des machines électriques,  associé à une autonomie des véhicules plus importantes et un temps de recharge beaucoup plus rapide. IFPEN et ses partenaires travaillent sur une approche du système pile à combustible dans l’environnement véhicule et notamment sur l’optimisation de la gestion de l’énergie du système et la réduction des coûts, en se basant notamment sur des moyens numériques et expérimentaux uniques. Un nouveau banc d’essais capable de tester des systèmes PaC jusqu’à des puissances de 210 kW est opérationnel sur le site de Lyon depuis l’automne 2021.
> En savoir plus
 

L’électrification de la boucle d'air

Un turbocompresseur électrifié pour les véhicules hybrides

Pour augmenter davantage les performances des véhicules et améliorer leur sobriété énergétique, IFPEN a développé une solution originale d’électrification de turbocompresseur (4kW sous 48V) qui pourra équiper les futures véhicules hybrides. 

« L'électrification du turbocompresseur offre deux principaux avantages :

• améliorer l’agrément de conduite en augmentant les performances dynamiques du moteur,
• baisser la consommation du carburant (CO₂) et accroître l’autonomie électrique en récupérant l’énergie perdue à l’échappement en usage stabilisé (usage route ou autoroute).

Grâce à un développement mené sur l’ensemble du système électrique (moteur, contrôle haute vitesse sensorless et onduleur), nous pouvons proposer une solution originale et innovante de système d’électrification qui s’adapte à différents turbocompresseurs du marché.»

Fabrice Le Berr, chef du département Systèmes électrifiés, IFPEN
 

La turbine ORC

Récupération d'énergie stationnaire

IFPEN et Enogia, PME française spécialisée dans les systèmes de récupération d’énergie thermique par cycle Rankine (ORC – Organic Rankine Cycle), ont développé ensemble le système ORC-100 (100 kWe). Ce dernier permet de valoriser la chaleur perdue par de grosses installations stationnaires (2 MWth) en la transformant en électricité. Ce système a permis de compléter la gamme d’Enogia couvrant les puissances de 10 à 200 kWe.
 

Récupération d'énergie thermique des moteurs de poids lourds

Dans la continuité des travaux précédents, IFPEN et la PME française Enogia développent une version pour poids lourds hybridés petite puissance (4-5 kWe) de ces systèmes ORC, afin d’adapter la technologie pour le marché du transport.

« Les systèmes ORC permettent de récupérer des flux de chaleur perdus et de les valoriser sous la forme d’énergie électrique. Utilisés depuis de nombreuses années pour des applications stationnaires, nous les adaptons au secteur du transport, en particulier pour les poids lourds. Avec l’avènement de l’hybridation des poids lourds, la production électrique permettra de recharger la batterie et de fournir un degré de liberté de plus à la loi de gestion d’énergie pour réduire la consommation de carburant et les émissions de CO₂. Nous visons des gains de l’ordre de 1.5 à 3 % sur un profil d’usage long routier. L’originalité de notre approche est que la chaleur sera récupérée non pas dans les gaz d’échappement, mais dans le circuit de refroidissement des moteurs, bien que la température y soit plus basse. Cela permettra de rendre le système plus léger et plus compact, moins coûteux, plus fiable et plus facile à intégrer tout en profitant des acquis issus de nos travaux passés sur l’ORC pour véhicules légers, qui du fait des évolutions de réglementation et perspective d’arrêt des motorisations thermiques pour véhicules légers en 2035, n’est plus une solution pertinente. »
Benjamin Réveillé, chef de projet, IFPEN

IFPEN travaille également avec Enogia, VNF, NaviWatts et Malcuit Transport Fluvial à la mise en place d’un démonstrateur sur navire fluvial automoteur de 110 m. L’objectif est l’hybridation du bateau avec les solutions ENR suivantes : ORC 40kWe, panneaux solaires et batteries afin de réduire le recours au générateur électrique embarqué et donc les émissions de CO2. Un des avantages du fluvial pour l’ORC est l’accès à une source froide abondante : l’eau de navigation.

Mobilité électrifiée     
Nos réseaux

pROJETS EUROPéens

PHOENICE : vers un véhicule hybride rechargeable zéro émissionS

Coordonné par IFPEN et mené avec 7 acteurs industriels et académiques,  le projet Phoenice (PHev towards zerO EmissioNs & ultimate ICE efficiency), démarré en 2021, a pour objectif de développer un démonstrateur de véhicule électrique hybride rechargeable avec un niveau de consommation de carburant et d’émissions de polluants réduit. IFPEN interviendra principalement sur la conception du système de combustion basé sur le concept Swumble™, la conception du système de post-traitement, la réalisation des moteurs prototypes et  la calibration énergétique du moteur multicylindre.
Phoenice contribuera à accélérer la transition vers une mobilité plus respectueuse de l'environnement en termes de qualité de l’air et de réduction des émissions de gaz à effet de serre, Les partenaires du projets sont : CRF/FCA (centre de recherche du groupe Fiat), FEV Europe, Johnson Matthey, Marelli Europe, Garrett Motion France, Politecnico di Torino et In Extenso Innovation Croissance.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 101006841.
 

Modalis² : conception de batteries mettant en oeuvre de nouveaux matériaux

Le projet européen  MODelling of Advanced LI Storage Systems a été lancé en 2019 dans le cadre du programme H2020. Porté par IFPEN et 9 partenaires (Saft, Siemens Digital Industry Software, Siemens Corporate Technologies, Umicore, Solvay, K&S, CRF, Gemmate Technologies et l’université de Turin), Modalis² a pour objectif de développer une chaîne d’outils numériques permettant de modéliser et de concevoir des systèmes de batteries mettant en œuvre de nouveaux matériaux tels que les alliages avec du silicium pour les électrodes négatives et des électrolytes solides. Modalis², accompagnera  le développement des nouvelles générations de cellules de batterie en se basant sur la modélisation et la simulation.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 875193.
 

ReFreeDrive : vers une machine électrique sans terres rares

« L’utilisation de terres rares pour les aimants reste une contrainte majeure pour le coût des machines électriques synchro-réluctantes : avec 12 partenaires, nous travaillons au sein du projet européen H2020 ReFreeDrive à un concept de machine synchro-réluctante capable de fonctionner sans terres rares. Nous sommes en charge du design de la machine électrique, mais aussi de la stratégie de contrôle et de l’onduleur intégré, pour deux applications de traction électrique avec une cible de puissance de 200 et 75 kW. Nous mettons également à disposition du projet un moyen d’essai pour tester les différents prototypes. »

Gianluca Zito, chef du projet ReFreeDrive, IFPEN

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 770143.
 

ADVICE : améliorer l’efficacité énergétique des véhicules hybrides

Le projet Advice (ADvancing user acceptance of general purpose hybridized Vehicles by Improved Cost and Efficiency) développe trois versions d’un véhicule hybride à coût réduit et avec une efficacité énergétique accrue. Les équipes du Carnot IFPEN Transports Energie ont développé un système d’eco-routing conduisant à minimiser la consommation de carburant pour un niveau imposé de la charge de la batterie à destination, tout en prenant en compte l’état du trafic en temps réel.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 724095.
 

Demobase : optimisation de la sécurité et de l'efficacité des batteries

Démarré en 2017, le projet européen Demobase (DEsign and MOdelling for improved BAttery Safety and Efficiency) s’est clôturé en 2020. Il poursuivait plusieurs objectifs destinés à accompagner le développement de la mobilité électrique : 
•    réduire les efforts de développement des chaînes de traction électrique,
•    améliorer leur efficacité de 20 %,
•    augmenter significativement leur sécurité.
Autour du fabricant français de batterie SAFT, coordinateur du projet, les 11 partenaires ont travaillé à l’optimisation globale des processus de développement, pour proposer in fine un démonstrateur roulant 100 % électrique de type taxi londonien.
Dans le cadre de Demobase, les équipes d’IFPEN ont mené des travaux de modélisation relatifs à la sécurité des batteries et ont notamment développé des modèles de batteries prenant en compte l’emballement thermique sur le logiciel Simcenter Amesim. Elles ont également mis en place différents outils expérimentaux sur les bancs batteries d’IFPEN, comme un dispositif de vieillissement à haut débit ou encore un dispositif Hardware in the Loop basé sur un simulateur véhicule sous Simcenter Amesim.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 769900.
 

pôles de compétitivité, CONSORTIUMS, AUTRES RESEAUX

CARA European Cluster for Mobility Solutions

IFPEN fait partie des membres fondateurs de CARA, pôle de compétitivité et cluster de la région Auvergne-Rhône-Alpes, qui accompagne les mutations des systèmes de transports en milieu urbain et représente la filière automobile et véhicules industriels locale.

« IFPEN est un partenaire historique de CARA et s’est toujours fortement investi dans sa gouvernance et ses activités. Son représentant au Bureau et au CA assure ainsi la vice-présidence de l’axe Innover. IFPEN dirige également notre programme de recherche “Motorisation et chaîne cinématique”. À travers cette participation active, IFPEN nous apporte non seulement son expertise et son savoir-faire dans un grand nombre de domaines (chaines de traction, chimie, logiciels, mobilité connectée et analyse de données, etc.), mais également l'attractivité de son site de Solaize, sur lequel nous accueillons régulièrement des think tanks et des délégations internationales. Nous avons bâti une relation de confiance et de proximité, basée sur la mutualisation volontaire. »  

Marc Gohlke, directeur général, CARA

 

NEXTMOVE : pour un transport plus respectueux de l’environnement

IFPEN est l’un des membres fondateurs du pôle de compétitivité NextMove qui anime un écosystème industriel et scientifique autour des enjeux de la mobilité du futur. C’est aussi l’un de ses membres les plus actifs.

« IIFPEN est fortement impliqué au sein de NextMove depuis la création de Mov’eo en 2006, notamment par la présence de ses experts dans nos communautés : “Chaîne de traction et gestion d’énergie”, “Solutions de mobilité intelligente”, etc. Le rôle de ces communautés est essentiel, puisqu’elles définissent la vision stratégique de chaque thématique, favorisent l’émergence de projets et en accompagnent les porteurs. IFPEN participe également à notre gouvernance en tant que membre du conseil d’administration et contribue ainsi à l’évolution de nos stratégies d’innovation. De notre côté, nous accompagnons certaines start-up faisant partie du giron d’IFPEN, et nous soutenons l’action filières CARNAUTO, consortium de neuf instituts Carnot piloté par IFPEN dédié aux ETI, PME et TPE du secteur de l’automobile et de la mobilité. »



Marc Charlet, directeur général, Mov’eo   

Consortium COMUTES²

Sous l’impulsion des équipes IFPEN, le COnsortium pour la Mutualisation de Tests Electriques sur Systèmes de Stockage (COMUTES²), associant 6 laboratoires expérimentaux sur les batteries (IFPEN, le CEA, l’université Gustave Eiffel, l’IMS, l’UTC et l’EIGSI), a été créé fin 2018. Objectif : se rassembler au sein d’un groupement d’expérimentateurs pour mettre en place des campagnes d’essais batteries ouvertes à des adhérents extérieurs, intéressés par les résultats et prêts à participer à leur financement.

« L’étude du vieillissement des batteries, en particulier pour calibrer des modèles comportementaux, nécessite de disposer d’un grand nombre de données d’essais dans différentes conditions de température et de sollicitations. Générer ces données implique la mobilisation sur le long terme de nombreux moyens d’essais. En mutualisant ces moyens et en partageant les coûts, les membres du consortium sont capables de répondre avec rapidité et efficacité à ces enjeux. L’originalité de COMUTES² réside aussi dans son format novateur, imaginé par les six partenaires fondateurs disposant d’une expérience commune de plus de dix ans avec les projets Simstock (Ademe), Simcal (ANR) et Mobicus (FUI). Nous inventons collectivement une nouvelle façon de travailler ensemble, qui repose sur la copropriété des résultats des essais entre expérimentateurs et adhérents. En septembre 2020, le consortium COMUTES² a démarré sa première campagne dédiée au vieillissement en cyclage à froid des batteries Li-ion avec la participation de cinq adhérents : VALEO, EDF, la direction générale de l’armement (DGA) et Hutchinson et Siemens. »

Julien Bernard, chef du projet Batteries, IFPEN
 

 

Réseau RS2E

Le Réseau sur le stockage électrochimique de l’énergie (RS2E) rassemble des acteurs publics et privés autour des problématiques liées aux différents dispositifs de stockage d’énergie, pour les applications stationnaires ou véhicules.

« Grâce à notre participation au réseau RS2E, nous pouvons consolider nos travaux dans le domaine des batteries, notamment en :

• confrontant nos développements aux besoins des industriels,
• identifiant des partenaires de recherche,
• montant des projets collaboratifs.

C’est au sein du réseau RS2E que nous avons mené une thèse conjointe avec l’Ineris sur l’emballement thermique de batteries Li-ion neuves et vieillies, thèse qui a suscité l’intérêt des industriels, qui nous ont sollicités pour rejoindre le projet H2020 Demobase. »

Julien Bernard, chef du projet Batteries, IFPEN
 

Doctibike, une collaboration « Energyk »

IFPEN collabore avec la start-up Doctibike sur le recyclage des batteries des vélos à assistance électrique (VAE), dans le cadre du projet Energyk, financé par la région Auvergne-Rhône-Alpes.  Energyk a pour objectif de développer des packs batterie de VAE recyclables, réutilisables et réparables.

Mobilité électrifiée      
Nos atouts

•    Des partenariats pour accompagner nos partenaires industriels dans le développement et la validation de leurs technologies.
•    Des partenariats industriels pour le co-développement de nos produits technologiques.
•    Une approche basée sur la modélisation, déclinée sur un ensemble de produits pour réduire la durée du cycle de développement.
•    La capacité de réaliser des prototypes permettant de :
-    valider les promesses technologiques des différentes briques développées,
-    prendre en compte les contraintes d’industrialisation dès le départ.
•    Des moyens d’expérimentation complets et spécifiques : bancs moteurs, bancs moteurs électrifiés, bancs HIL, bancs à rouleaux, bancs batteries, bancs climatiques, diagnostic optique, bancs ORC, banc Pile à combustible
•    Une approche contrôle différenciante qui se traduit par des algorithmes de contrôle prédictifs et capables de s’adapter aux différentes applications adressées par nos partenaires industriels.
 

A Rueil, un banc essais véhicules et un banc moteurs électrifiés appuient la capacité d’IFPEN à travailler sur les groupes motopropulseurs électriques et leurs électroniques de puissance et enrichissent son offre de services d’évaluation des véhicules hybrides ou électriques.
Le site de Lyon est équipé depuis 2021 :
-    d’un nouveau banc d’essai pour moteur thermique à hydrogène,
-    d’un banc pile à combustible d’une puissance de 210 kW qui permettra de tester des systèmes PaC complets pour des applications automobiles et de type bus, camion ou encore engins non routiers.
Par ailleurs, une plateforme de tests a été mise en place conjointement avec la société EREM. Grâce à cette plateforme, il est possible de réaliser des campagnes d’essais d’endurance sur plusieurs ensembles de moteurs-onduleurs.

MOTORISATIONS THERMIQUES      
Contexte et enjeux

En complément à l’électrification, l'atteinte des objectifs ambitieux de réduction des émissions de CO₂ du secteur des transports et du off-road à l'horizon 2030 impose une nette amélioration des motorisations thermiques utilisant des carburants à faible empreinte environnementale ou d’hydrogène renouvelable, de manière à :

• rendre accessible à tous les usages des technologies sobres et efficientes,
• recourir à un degré d'hybridation croissant en fonction du type d'application,
• viser de forts rendements moyens des moteurs thermiques et des émissions proches de zéro,
• accélérer l’utilisation d’hydrogène renouvelable.

Quatre objectifs principaux vont permettre de relever ces défis :


1 - Augmenter significativement le rendement thermodynamique des motorisations thermiques :
 

• par l'optimisation des technologies existantes ou émergentes,
• mais aussi par l'introduction de solutions en rupture,
• tout en veillant à conserver un système de dépollution simple et efficace sur toute sa plage de fonctionnement.

2 - Atteindre des niveaux d’émissions de polluants avec un impact nul sur la qualité de l’air en usage réel et pour toute la durée de vie du véhicule, selon trois axes :
 

• développer des systèmes de post-traitement innovants,
• qualifier finement l’impact des émissions sur la qualité de l’air,
• contrôler en temps réel les émissions de polluants.

3 - Développer des moteurs à hydrogène permettant l’utilisation des moyens de production industriel existants :
 

• concevoir des systèmes de combustion optimisés, 
• adapter la boucle d’air et son contrôle,
• identifier des systèmes de post-traitement pour un impact nul sur la qualité de l’air.

4 - Identifier les carburants présentant un double impact pour réduire les émissions de CO2 :
 

• par leur origine non fossile (biocarburants et carburants de synthèse ou E-Fuels),
• et grâce à leurs propriétés favorables à l’amélioration du rendement des moteurs.
   

La part des carburants liquides dans le transport terrestre restera encore significative les prochaines années. A l’horizon 2040, elle sera à plus de 80 % au niveau mondial (source : BP) et entre 60 et 70% en Europe (scénarios WAPO).

Mobilité connectée        
Contexte et Enjeux

A l’heure ou la mobilité évolue pour répondre aux objectifs de décarbonation, les données de mobilité sont des ressources clés. Avant même l’avènement du véhicule autonome, il s’agit de connaître, analyser voire prédire les événements majeurs (Covid-19, catastrophes naturelles, pollution, etc.) pour ajuster les déplacements des biens et des personnes et encourager les bonnes pratiques.

Pour un même véhicule et un même trajet, la variation des émissions de NOx peut aller jusqu’à 400 % et celle des émissions de CO₂ jusqu’à 20 % : optimiser le style de conduite est donc un facteur majeur de réduction des NO_x (source IFPEN).

IFPEN exploite depuis plusieurs années le potentiel offert par le digital pour réduire l’impact environnemental des transports. Il participe à l’amélioration de la qualité de l’air dans les villes en développant des outils connectés, pour les territoires, le grand public et les professionnels de la route, capables de mesurer leur empreinte environnementale (CO₂, énergie et polluants) et de les conseiller pour améliorer leur comportement au volant.

Deux familles de webservices émergent :  l’une propose des indicateurs d’analyse de trajet : énergie, émissions polluantes, sécurité, etc. La deuxième permet d’analyser un grand nombre de trajets afin de créer des indicateurs agrégés et rapportés à un référentiel géographique ou à un segment d’usage.

 Nos solutions                  Nos réseaux                 Nos atouts

Motorisations thermiques      
Nos solutions

Pour réduire l’impact environnemental des motorisations thermiques, IFPEN mène des travaux destinés à augmenter le rendement des moteurs thermiques et à réduire les émissions de polluants. Ils ont aussi pour objet d’identifier les carburants bas carbone (gaz naturel, biocarburants et carburants de synthèse ou E-Fuels et hydrogène) présentant les bilans énergétiques et environnementaux les plus favorables et à optimiser leur utilisation dans les moteurs.

Ainsi, les champs d’expertise IFPEN couvrent :
 

• Le développement de motorisations thermiques haute-performance,
• L’utilisation de carburants très bas carbone et de l’hydrogène,
• La qualification des émissions et le développement de systèmes de post-traitement,
• Le développement de logiciels de modélisation et de simulation.
   

Motorisation haute performance : des systèmes de combustion innovants

IFPEN travaille essentiellement sur les motorisations à allumage commandé (essence, gaz naturel et hydrogène) et vise des gains de rendement en rupture, permettant de réduire les émissions de CO₂ des véhicules thermiques essence, MHEV (Mild Hybrid Electric Vehicle) ou PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), de 10 % à horizon 2025 et d’environ 20 % à horizon 2030, tout en veillant à conserver un système de dépollution efficace sur toute la plage de fonctionnement.

Essence

IFPEN a développé une nouvelle génération de système de combustion pour améliorer le rendement thermodynamique des motorisations essence en fonctionnement stœchiométrique : la technologie Swumble™. Son aérodynamique interne innovante, particulièrement optimisée pour les cycles Miller en 2 et 4 soupapes par cylindre, à forte dilution par l’EGR, permet :

• d’obtenir un rendement effectif maximum supérieur à 43 %, grâce à un très bon niveau de turbulence au moment de l’allumage quel que soit le cycle à l’admission.
• d’atteindre des taux de compression très élevés, supérieurs à 13:1.
• de réduire des émissions de particules de façon très significative et sur tout le spectre d’émission, dès 10 nm.

> En savoir plus sur le concept Swumble™ : systèmes de combustion à haut rendement pour véhicules hybrides (en anglais)

Des innovations concernant le contrôle de la boucle d’air ou le système de combustion sont explorées dans le cadre du projet européen Phoenice. Démarré en 2021, ce projet a pour objectif d’améliorer le rendement et les émissions d’un véhicule hybride rechargeable. Sur de plus faibles TRL, le programme européen Eagle et des études collaboratives ont permis de situer le potentiel en rendement et en émissions des motorisations essence mélange pauvre.

Gaz naturel

La technologie Swumble™ est déclinée pour une alimentation au gaz naturel destinée aux applications poids lourd, notamment dans le cadre du projet européen LongRun.

Hydrogène

IFPEN développe des technologies clés dans les domaines des systèmes de combustion, de la boucle d’air et du contrôle. 
> Tout savoir sur les solutions IFPEN au service de la mobilité hydrogène

Carburants très bas carbone : une expertise unique 

IFPEN propose une approche intégrée unique de l’étude des différents carburants : Conventionnels, biocarburants et carburants de synthèse ou E-Fuels, gaz naturel, hydrogène…

Cette approche se décline sur toute la chaîne de valeur, pour les domaines automobile, aéronautique et maritime :

• Formulation : Transformation et respect des spécifications pour les carburants conventionnels et les biocarburants et les carburants de synthèse, adaptation à des cas d’usage…
• Impact sur les propriétés d’usage : Stabilité à l’oxydation, tenue au froid, compatibilité entre les matériaux et le carburant, etc.
• Modélisation des propriétés physico-chimiques,
• Performances du moteur (rendement, émissions polluantes) en prenant en compte les contraintes environnementales et économiques associées.

Les carburants durables, fabriqués à partir de matières premières d’origine biologique ou d’électricité décarbonée sont un levier indispensable dans la réduction de l’impact du transport sur les émissions de gaz à effet de serre. Compatibles avec des motorisations thermiques existantes, ils permettent d’assurer une transition durable vers un parc de plus en plus électrifié. Ils constituent aussi une solution pertinente pour la décarbonation à long terme du transport longue distance, qu’il soit terrestre, aérien ou maritime, où l’électrification massive est plus difficilement déployable. 

Les travaux d’IFPEN permettent de qualifier l’impact des carburant sur des technologies moteur récentes, notamment celles développées par IFPEN. Le carburant peut aussi contribuer à l’amélioration du rendement de manière significative (gain > 1 %) notamment en augmentant le RON (Research Octane Number) au-delà de 100. 

L’expertise d’IFPEN permet de :
 

• Etudier la compatibilité des carburants bas carbone avec les motorisations existantes (systèmes moteurs, matériaux et lubrifiants), leurs mécanismes de vieillissement et leurs modes d’oxydation et de combustion.
• Identifier les mécanismes complexes d’oxydation des carburants, en particulier bio ou E-fuels (propriétés d’usage, stabilité des produits dans le temps, impact sur les émissions…).
• Développer des outils numériques permettant d’optimiser leur combustion. 
• Améliorer la compréhension et la modélisation des phénomènes d’oxydation des carburants via des méthodes d’apprentissage machine et d’intelligence artificielle.

Emissions locales polluantes réduites 

Qualification des émissions

IFPEN est en mesure de qualifier les émissions des véhicules, de façon précise et parfaitement fiable.

Son expertise repose sur :
 

• une connaissance pointue des phénomènes physico-chimiques intervenant dans la formation et l’évolution des polluants,
• une maîtrise avancée des techniques de mesure.

Dans le cadre des projets Ademe Rhapsodie et Rhapsodie2, IFPEN a livré une vision très complète des émissions de polluants réglementés et non réglementés, présents à l’échappement de véhicules représentatifs du parc automobile français.  

IFPEN développe également de nouveaux outils capables d’améliorer encore la qualification des émissions de polluants, répondant ainsi à de nombreux besoins exprimés par les acteurs engagés dans l’amélioration de la qualité de l’air.

Systèmes de post-traitement/ réduction des émissions 

La contribution d’IFPEN aux technologies de post-traitement concerne également le développement de catalyseurs automobiles. Sa capacité à contrôler des systèmes actifs extrêmement complexes lui permet d’optimiser la mise en œuvre de catalyseurs directement au sein de la ligne d’échappement.

Enfin, IFPEN développe des outils de simulation pour le dimensionnement et le contrôle des systèmes de post-traitement des émissions, brique essentielle pour les constructeurs dans la mise au point de leurs moteurs.

Modéliser et simuler 

Modélisation de la combustion hydrogène

Précurseur de l’utilisation de l’hydrogène dans les moteurs à combustion interne, IFPEN a naturellement développé de nouveaux outils avancés de modélisation permettant la simulation fiable et prédictive de ces nouvelles motorisations. 

Modélisation de la combustion interne

IFPEN dispose d’une longue expérience en matière de développement de modèles pour les moteurs à combustion interne : sa collaboration avec Convergent Science Inc. a permis l’implantation, dans le logiciel CONVERGE™ de mécanique des fluides numérique (Computational Fluid Dynamics/CFD), des modèles de combustion et de post-traitement automobiles développés par ses équipes de recherche. IFPEN est ainsi en mesure de proposer un logiciel CFD pleinement prédictif et d’offrir aux constructeurs des solutions rapides et faciles d’utilisation pour la simulation numérique 3D des écoulements réactifs dans les moteurs. 

Des modèles de simulation en mode SaaS

IFPEN développe des modèles LES (Large-Eddy Simulation ou Simulation aux grandes échelles), qu’il utilise dans ses programmes de recherche. Leur potentiel pour aider les constructeurs à améliorer le rendement des motorisations thermiques a poussé à proposer une valorisation de ces outils dans le logiciel CONVERGE™ de son partenaire CSI (voir ci-dessus) et à travers la plateforme ACCESS-LES, via une solution en mode SaaS (Software as a Service), qui garantit un accès rapide à des moyens de calcul avancés (puissance de calcul, stockage de données, post-traitement avancé de résultats de simulation) et une grande souplesse d’utilisation. 

Simulation de systèmes complexes

Pour faire face aux nouvelles réglementations, notamment l’intégration du RDE (Real Driving Emissions), et aux évolutions technologiques telle que l’électrification, l’utilisation de la simulation pour spécifier et valider la conception des groupes motopropulseurs (GMP) sur les différents cas d’usage ne cesse de croître avec, à la clé, la possibilité de réduire les échelles de temps et de coûts. IFPEN travaille depuis une quinzaine d’année sur une approche de modélisation système, appliquée à l’ensemble de la chaîne de conception des nouveaux GMP et propose trois librairies de modèles, co-développées avec Siemens Digital Industries Software et intégrées à sa plateforme Simcenter Amesim™ :
 

• IFP-Engine : modélisation détaillée des moteurs thermiques,
• IFP-Exhaust : modélisation détaillée des systèmes de post-traitement des gaz d’échappement,
• IFP-Drive : modélisation globale du GMP et du véhicule.

Motorisations thermiques      
nos réseaux

Groupement Scientifique Energies et Mobilités

Créé en 1980, le GSEM réunit IFPEN, Renault et Stellantis dans un effort de recherche commun sur les motorisations thermiques. Au fil du temps, cette collaboration a su s’adapter aux évolutions des technologies et des besoins du marché.

« Le GSEM mène des travaux de recherche :

• amont : évaluation de concepts, identification de technologies à potentiel,
• mais peut aussi fournir un accompagnement sur des problématiques métiers (analyse de retours clients),
• ou sur la mise en place d’outils logiciels et de méthodologies de conception.

Nous y contribuons en apportant à la fois nos compétences et nos moyens de recherche. Les travaux du GSEM visent à améliorer la qualité de l’air en réduisant la consommation et les émissions de CO₂ des motorisations thermiques ; depuis deux ans, l'activité se concentre principalement sur les motorisations essence, qui ont vocation à être intégrées dans une chaîne de traction électrifiée. Des réflexions sont également en cours pour identifier les futures générations de convertisseurs d’énergie les mieux adaptés à la mutation de la filière énergétique à horizon post-2030. C’est l’une des forces du GSEM que de savoir évoluer avec son temps. »

Benjamin Réveillé, chef du projet GSEM, IFPEN  

Projet H2020 LongRun : des poids lourds et autocars plus respectueux de l’environnement

Le projet LongRun « Development of efficient and environmentally friendly LONG distance poweRtrain for heavy dUty trucks aNd coaches » a été lancé début 2020 dans le cadre du programme européen Horizon 2020. Ce projet, qui durera trois ans et demi, est mené avec 30 partenaires* répartis dans 13 pays. Son but est de développer un ensemble complet de chaînes de traction pour poids lourds et autocars plus respectueux de l’environnement.

Les équipes d'IFPEN, dans le cadre du Carnot IFPEN Transports Energie, apportent notamment leurs compétences sur la conception et la caractérisation de systèmes de combustion pour carburants à faible impact CO₂ (gaz, hydrogène, dual fuel, biocarburants), ainsi que sur le développement de services connectés d’eco-routing et d’eco-driving pour amplifier la réduction d’énergie consommée. LongRun contribuera également à établir des feuilles de route sur la technologie du groupe motopropulseur et de la chaîne de traction et les futurs carburants à faible impact CO₂, pour alimenter les réflexions de la Commission européenne et orienter les futurs programmes de R&D.

* principaux équipementiers de camions et d’autocars ainsi que leurs fournisseurs et partenaires de recherche.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 874972.

Projet H2020 PHOENICE : vers un véhicule hybride rechargeable zéro émission
 

Coordonné par IFPEN et mené avec 7 acteurs industriels et académiques, le projet Phoenice (PHev towards zerO EmissioNs & ultimate ICE efficiency), démarré en 2021, a pour objectif de développer un démonstrateur de véhicule électrique hybride rechargeable avec un niveau de consommation de carburant et d’émissions de polluants réduit. IFPEN interviendra principalement sur la conception du système de combustion basé sur le concept Swumble™, la conception du système de post-traitement, la réalisation des moteurs prototypes et la calibration énergétique du moteur multicylindre.

Phoenice contribuera à accélérer la transition vers une mobilité plus respectueuse de l'environnement en termes de qualité de l’air et de réduction des émissions de gaz à effet de serre, Les partenaires du projet sont : CRF/FCA (centre de recherche du groupe Fiat), FEV Europe, Johnson Matthey, Marelli Europe, Garrett Motion France, Politecnico di Torino et In Extenso Innovation Croissance.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 101006841.
 

Projet ANR Ofelie : Une connaissance des carburants oxygénés approfondie

Coordonné par IFPEN dans le cadre du Carnot IFPEN Transports Energie, le projet ANR Ofelie a été lancé en septembre 2021 pour une durée de trois ans. Le projet, qui réunit des constructeurs automobiles (Stellantis et Renault) et des laboratoires de recherche (PC2A, LRGP) doit permettre de compléter les connaissances sur les phénomènes physico-chimiques liés à l’utilisation croissante de carburants oxygénés.

Projet LowCarbfuels.dk : Des carburants durables pour le transport aérien et maritime

Soutenu par un fond de recherche et innovation danois et associant plus d’une dizaine de centres de recherche et d’universités européennes, ce projet cherche à promouvoir le développement de carburants durables par la voie HTL (Hydrothermal Liquefaction ou Liquéfaction Hydrothermique). IFPEN contribue à la définition des matrices de carburants à étudier, à l’analyse de produits issus du procédé HTL et au test de leur conformité par rapport aux normes de certification dans les domaines aérien et maritime. 

Projet Hymot : un démonstrateur pour une offre de véhicules utilitaires décarbonés

Le projet HyMot (moteur à hydrogène) rassemble huit partenaires industriels et académiques parmi lesquels Bosch (coordinateur), Renault, Alpine Racing, Faurecia, OSE Engineering, Total, l’École centrale de Nantes et IFPEN à travers le Carnot IFPEN Transports Energie. Le projet vise à démontrer la faisabilité de la décarbonation d’un véhicule utilitaire par conversion de son moteur à combustion interne à l’hydrogène, en alternative à une électrification couplée à une pile à combustible hydrogène. Les équipes du Carnot IFPEN TE apporteront leur expertise récemment consolidée dans le domaine des motorisations thermiques à hydrogène pour concevoir le système de combustion.

Motorisations thermiques      
nos atouts

Des outils de simulation de conception et des moyens expérimentaux de validation performants :

• des outils de modélisation développés par nos équipes et utilisés pour nos travaux de recherche,
• des moyens d’expérimentation complets : bancs moteurs poids lourds et véhicules légers, dont moteur à hydrogène, bancs à rouleaux, bancs climatiques, diagnostic optique, bancs HIL.

Une expertise reconnue dans le domaine de l’adéquation moteur/carburant grâce un positionnement unique sur toute la chaîne et une maîtrise conjointe des :

• procédés,
• produits,
• usages.

Une expertise sollicitée par les pouvoirs publics 

A retenir

Afin de définir, en toute transparence, les performances environnementales de l’offre actuelle de voitures essence et diesel (Euro6d-Temp), IFPEN et le ministère de la Transition écologique (MTE) ont lancé une étude scientifique d’évaluation des émissions polluantes et de gaz à effet de serre (GES). Cette étude s’est focalisée sur les émissions de gaz à effet de serre et de polluants locaux d’un panel de 22 véhicules représentatifs des modèles vendus en France. Le rapport d’étude a été publié fin 2020.

Mobilité électrifiée     
Contexte et enjeux

Au niveau mondial, le secteur du transport représente 24 % du total des émissions de gaz à effet de serre (GES) (31 % en France). Pour les réduire au niveau local, le recours à l’énergie électrique s’intensifie sur tous les segments de marché et dans tous les pays, des véhicules particuliers aux véhicules de transport de personnes et de marchandises. 

L’électrification des transports permet en outre de : 

• réduire significativement les émissions de polluants locaux et de CO₂,
• améliorer le bilan énergétique des véhicules, grâce par exemple à la récupération de l’énergie de freinage.

Les efforts technologiques à produire concernent :

• les machines électriques et leur électronique de puissance associée (onduleurs et contrôle),
• les stockeurs électrochimiques (batteries) et leur contrôle,
• les piles à combustible comme alternative à la batterie,
• l’électrification de fonctions du groupe motopropulseur comme le turbocompresseur,
• les systèmes de récupération d’énergie, basés sur des cycles de Rankine (ORC) par exemple, pour valoriser l’énergie thermique perdue dans les gaz d’échappement des moteurs thermiques hybridés ou les circuits de refroidissement des moteurs thermiques, voire des piles à combustible.
   

Une réduction drastique des prix de vente, le déploiement d’infrastructures de recharge rapide et le développement de politiques publiques incitatives pour augmenter les parts de marché sont les trois principaux défis à relever pour que l’électrique devienne une alternative pérenne et massive au thermique dans le parc automobile mondial.

Les véhicules électriques pourraient représenter de 6 à 9 % du parc mondial en 2030 (contre moins de 1% en 2016) – Source Foley.

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