Comparatif: rendement énergétique essence vs diesel des véhicules (VP) sur le marché

Au delà de la bataille "diesel-essence" et de l'énergie contenue dans le diesel et l'essence, il faut comparer les performances des moteurs "champions" actuels (diesel et essence) et l'hybridation.

Rendement énergétique des "champions" essence et diesel :
- Le rendement optimal du "champion" des moteurs thermiques essence est celui du HSD 3ème génération (cycle Atkinson) : 38,5% (et 40% annoncés pour le HSD 4ème génération)
- Le rendement optimal d'un "champion" des moteurs thermiques diesel (cycle "Otto", appelé aussi "Beau de Rochas" pour les meilleurs modèles, de 42%
Avantage au diesel

Rendements corrigés (filtres anti-pollution) _ à pollution "équivalente" de la dernière norme européenne (ou une même norme post-2011).
- Perte de rendement du pot catalytique 3 voies des modèles essence : 0%
- Perte de rendement des systèmes anti-pollution du diesel (i.e. au minimum vanne EGR et FAP) : pas de données officielles des constructeurs mais une estimation comprise entre 3% et 5% (dû à une perte de charge / puissance de beaucoup ... beaucoup chevaux). Calcul basé sur des données de nombreux sites de défappage, et confirmées par de nombreux forumeurs ayant défappé (pas dans le PTC ... enfin pas encore )
Egalité essence-Atkinson - diesel

Champions de l'hybridation (autonôme) et rendement énergétique
Déjà, autonôme car aucun diesel-hybride-plugin sur le marché francais
Comme il n'y aura bientôt presque plus de diesel-hybride en vente en France (hormis une Merco), on n'en parle plus, non plus
Notre champion de l'hybridation mondiale : HSD de 3ème génération de Toyota
L'hybridation actuelle des HSD 3ème génération permet de
1. récupérer une grande partie des énergies cinétique et potentielle : lors des ralentissements, freinages et descentes, pour la réutiliser lors des accélérations et montées. Plus il y en a, meilleure l'hybridation joue son rôle.
2. ne pas consommer d'énergie à l'arrêt, ne pas perdre d'énergie en roue libre (aucun pompage du thermique sous les 70 km/h car moteur arrêté). Plus il y en a, meilleur l'hybridation joue son rôle.
L'énergie que gâche les véhicules thermiques traditionnels, diesels et essences. A une exception près : Les systèmes Start-Stop ("micro-hybrides", ou "micro" vaut bien un millionnième ).

Pour rappel : Il faut autant d'énergie pour accélerer une voiture que pour la freiner (si on néglige les pertes liées aux divers frottements). Il faut fournir aitant d'énergie pour faire monter une masse qu'elle n'en fournit lorsqu'elle redescend (toujours en négligeant les pertes liées aux frottements).

Conclusion :
Le HSD 3ème génération sort grand vainqueur du meilleur rendement énergétique des systèmes comportant un moteur thermique Et même sur autoroute.

D'accord avec Xenon 31, SAUF:

Xenon31 à dit:

Et même sur autoroute.

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Salut!

Pour l'autoroute, Faut voir!
Je m'explique: Vu que c'est les moteurs synchrone qui définissent la vitesse des roues et la répartition des énergies utilisées (thermique/électrique)pour tourner les roues, une partie de la transmission est forcément électrique (rien de nouveau jusque là ) Cette transmission est énergétiquement vertueuse si c'est la batterie qui fournit le jus pour piloter les synchrones.
MAIS si la batterie n'en est plus capable de fournir, c'est MG1 qui produit l'électricité pour piloter MG2. Cette énergie de MG1 vient du ATKINSON.
L'énergie suit donc deux chemins parallèle avant d'atteindre les roues:
1/ Atkinson->mécanique->roues (on dira 38,5% de rendement pour simplifier)
2/ Atkinson->MG1+electronique de puissance+MG2->mécanique->roues

--->Quid du rendement de cette chaîne électrique/électronique???
C'est pas difficile: ce sont des transistors IGBT ,tout ce qu'il y a de plus courant dans les convertisseurs de fréquence industriels de tout poil (et ça, j'connaît bien ). Ces convertisseurs sont connus pour dissiper sous forme de chaleur 3 à 5 % de l'énergie qui passe dedans sous forme de chaleur. Et il en vas donc de même pour ceux des Prius (le circuit de refroidissement de l'électronique de puissance des Prius sers à quoi, sinon? )

Donc, le rendement du chemin 2/ (atkinson compris) est au mieux de 38.5*0.95=36.6% (et je suis gentil)

Même si on néglige le chemin 2/ (pas sûr qu'il soit négligeable) on a 38,5% au mieux quand la batterie ne fournit plus. Et, sur autoroute les périodes prolongées où la récupération d'énergie cinétique/potentielle n'a pas lieu sont nombreuse. On a donc 38,5% Soit moins qu'un bon diésel !!!
C'est pas grave: Je trouve un peu "court" comme raisonnement de comparer situation par situation pour arriver à une inamovible conclusion. Chacun doit comparer sur longue distance et selon son usage et, là le HSD s'en tire bien en général car il excelle dans d'autres situation courantes.

C'est pour ça que plus le parcours est vallonné et irrégulier, plus il est favorable au HSD et plus il est plat et régulier moins il lui est favorable.

netsu à dit:

Salut!
On a donc 38,5% Soit moins qu'un bon diésel !!!

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C'est ce que je disais plus haut :

Thermodynamiquement et énergétiquement impossible.

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Le "énergétiquement" se rapporte à la quantité d'énergie dans un litre de gazole, qui est là encore supérieur.

Ce double avantage du diesel fait qu'il est physiquement impossible d'atteindre les mêmes consommations avec un moteur essence.

vanadium à dit:

C'est physiquement impossible. A supposer qu'on arrive au même rendement mécanique qu'un diesel, un essence consommera toujours 1.2x plus qu'un Diesel en volume. Car 1.2L d'essence = 1L de diesel en terme d'énergie, voir la page sur le Carburant. (Essence: 32-35 MJ/L; Diesel: 40.4MJ/L)

Les carburants devraient être taxés à hauteur de leur teneur en énergie, et non en volume. A ce compte là, le diesel devrait être 1.2x plus cher que l'essence. On investit des sommes folles dans la R&D pour mettre au point des moteurs toujours plus sobres. Alors qu'il est pourtant simple pour réduire la consommation d'une voiture : réduire son poids.

La sophistication entraine toujours des problèmes de fiabilité. Plus c'est complexe, moins c'est fiable dans le temps. Les solutions les plus simples sont les meilleures.

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Pour l'anecdote, on pourrait dire aussi que si tu veux réduire la consommation d'énergie des voitures, il faut rouler en électrique !
Une Tesla (2,2 tonnes mini !) va consommer environ 100Mj aux 100 km sur autoroute (à 120km /h environ).
Une diesel quelconque (1,2 tonne ?) ne va sans doute pas descendre sous les 4l/100km soit 160Mj.
Donc, on peut avoir une conclusion opposée à la tienne : Pour réduire la consommation des voitures, il suffit de leur faire prendre 1 tonne !

netsu à dit:

Même si on néglige le chemin 2/ (pas sûr qu'il soit négligeable) on a 38,5% au mieux quand la batterie ne fournit plus. Et, sur autoroute les périodes prolongées où la récupération d'énergie cinétique/potentielle n'a pas lieu sont nombreuse. On a donc 38,5% Soit moins qu'un bon diésel !!!
C'est pas grave: Je trouve un peu "court" comme raisonnement de comparer situation par situation pour arriver à une inamovible conclusion. Chacun doit comparer sur longue distance et selon son usage et, là le HSD s'en tire bien en général car il excelle dans d'autres situation courantes.

C'est pour ça que plus le parcours est vallonné et irrégulier, plus il est favorable au HSD et plus il est plat et régulier moins il lui est favorable.

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Je trouve qu'on surestime beaucoup le caractère plat et régulier des autoroutes. En faisant abstraction de la circulation qui entraine déjà pas mal de variations de vitesse (où le HSD peut donc être mis à contribution), il est illusoire de rester à vitesse constante sur autoroute en maintenant la même pression sur l'accélérateur de vitesse.
Faites un peu l'essai lorsqu'il y a personne sur l'autoroute de maintenir une puissance constante, je pense que certains seront surpris au final du caractère pas très plat des autoroutes.

Exact Axone.
Quand je fais un long parcours (l'été en vacances) avec majoritairement de l’autoroute (~ 70%) le plus possible à 138 km/h compteur, au bout des 5-600 km j'arrive à une conso de 5L - 5,3L.
L'autoroute ça monte, ça descend, ça ralentit, et au final je consomme moins de 6L environ sur autoroute.

Avec mon diesel récent la dernière fois sur un parcours identique j'ai fait 5,7L dans des conditions identiques.

Axone à dit:

Pour l'anecdote, on pourrait dire aussi que si tu veux réduire la consommation d'énergie des voitures, il faut rouler en électrique !
Une Tesla (2,2 tonnes mini !) va consommer environ 100Mj aux 100 km sur autoroute (à 120km /h environ).
Une diesel quelconque (1,2 tonne ?) ne va sans doute pas descendre sous les 4l/100km soit 160Mj.
Donc, on peut avoir une conclusion opposée à la tienne : Pour réduire la consommation des voitures, il suffit de leur faire prendre 1 tonne !

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Il faut comparer ce qui est comparable:
- une Tesla S consomme environ 150wh/km, soit 0.55MJ/km, 55MJ/100kms. Avec un rendement moteur de 80%, celà donne environ 44MJ de force motrice sur 100kms, et 11MJ dissipés en chaleur.
- Une citadine diesel (concept paradoxal) consommant 4L/100kms, soit 160MJ/100kms. Avec un rendement moteur à 30% (assez optimiste), celà fait 48MJ/100kms de force motrice, et 112MJ dissipés en chaleur.

Il est certain qu'il y a une sacrée différence de consommation entre un moteur électrique (rendement de 80%), et un moteur thermique (rendement de 30%). Si la Tesla faisait 1.1 Tonnes, elle ne consommerait sans aucun doute que la moitié de ce qu'elle consomme.

Et bien mieux avec des composants SIC .

Comparaison énergétique Prius 3 1,8L 136ch vs Peugeot 308 1,6L BlueHDI 120 ch

Calcul de consommation énergétique de la Prius 3 1,8L 136ch et la Peugeot 308 BlueHDI 120 ch, sur autoroute

Deux véhicules: de même catégorie, autonomes, et tirant leur énergie de carburants fossiles. Deux véhicules "champions" de consommation sur autoroute.

Cas pratique : 130 km/h (110 km/h de moyenne, en comptant les péages)
Source comparative du cas pratique des 2 véhicules : breezcar
Source comparative de l'énergie nette libérée par combustion de l'essence et du diesel : www.adilca.com (page 5).

Prius 3 (HSD 3ème génération) :
- 5,4 L d'essence / 100 km
- soit 179,3 MJ / 100 km (1L d'essence = 33,2 MJ)

Peugeot 306 BlueHDI
- 5L de diesel / 100 km
- soit 176 MJ / 100 km (1L de diesel = 35,2 MJ)

Soit une différence de rendement énergétique de 3,3 MJ / 100 km.

Conclusion :
- D'un point de vue purement énergétique, la Peugeot 308 1,6 BlueHDI 120 chevaux sort vainqueur , mais de très peu.
- La Prius 3 ne consomme que 1,87% d'énergie en plus sur autoroute

Donc, j'avais tort dans la fin de mon précédent message (et netsu m'a fait trouver un cas concret de comparaison, merci ).

En meme temps la 308 hdi 120 tire tellement long en 6e que son moteur tourne encore moins vite que celui de la prius ( 63kmh pour 1000 tr en 6e sur la 308! ) et de fait sur autoroute le régime de rotation ultra bas va être important pour une aussi faible conso ( en plus l'aero de la 308 est bon aussi meme si inférieur à la prius ).
PAr contre pour avoir conduit cette 308 en version hdi 115 qui tire meme un peu plus court , les reprises sont carrément nulles la !!

Je serais curieux de connaître le résultat de la comparaison entre une Prius+ et une 5008 HDi 115.

Xenon31 à dit:

Champions de l'hybridation (autonôme) et rendement énergétique
Déjà, autonôme car aucun diesel-hybride-plugin sur le marché francais

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ben et la Volvo V60 Hybride rechargeable diesel?
c'est un détail bien sûr, ce fil de discussion est très intéressant.

Pas un détail. Une erreur de recherche sous Glouglou de ma part (re donc)

Et la VW XL1 ?
Sinon Mercedes menace de produire des hybrides gazouts rechargeables...

Pendant ce temps là, de l'autre coté de la manche :

http://www.autoblog.com/2015/02/02/uk-admits-supporting-diesel-cars-was-wrong-decisi/

et y en a encore bien d'autres dans le monde dont on a pas connaissance ICI en europe "centrale". voir les pays du nord et même aux stades. faudrait faire des recherches approfondies

Sandoli à dit:

Et la VW XL1 ?
Sinon Mercedes menace de produire des hybrides gazouts rechargeables...

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j'adore!!!

en effet ce serait très décevant.

Regime stabilisé : pourquoi ne pas couper l'électronique de puissance ?

netsu à dit:

Salut!

Pour l'autoroute, Faut voir!
Je m'explique: Vu que c'est les moteurs synchrone qui définissent la vitesse des roues et la répartition des énergies utilisées (thermique/électrique)pour tourner les roues, une partie de la transmission est forcément électrique (rien de nouveau jusque là ) Cette transmission est énergétiquement vertueuse si c'est la batterie qui fournit le jus pour piloter les synchrones.
MAIS si la batterie n'en est plus capable de fournir, c'est MG1 qui produit l'électricité pour piloter MG2. Cette énergie de MG1 vient du ATKINSON.
L'énergie suit donc deux chemins parallèle avant d'atteindre les roues:
1/ Atkinson->mécanique->roues (on dira 38,5% de rendement pour simplifier)
2/ Atkinson->MG1+electronique de puissance+MG2->mécanique->roues

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Salut

Moi aussi, j'ai lu et relu que MG1 fournit du courant à MG2 (le chemin 2/ Atkinson->MG1+electronique de puisssance+MG2+mécanique->roues).

Cela dit, je me posais une question (peut-être stupide et hors sujet , en plus) : Puisque MG1 et MG2 sont sans frottement, pourquoi ne pas les déconnecter électroniquement à vitesse stabilisée. Même l'électronique de puissance pourrait être coupée dans ce cas. Et on éviterait ce chemin 2/

Après tout,
1. Roues avants, MG2 et couronne du PSD sont reliés physiquement (avec un rapport fixe entre chaque) => La vitesse d'avancement impose la vitesse de rotation de la couronne du PSD.
2. Le moteur thermique est piloté par l'injection, et est relié physiquement au soleil du PSD (rapport fixe) => Le régime du thermique impose la vitesse de rotation du soleil du PSD.
=> En déconnectant MG1 et MG2 électroniquement (et en coupant l'inverter), les planétaires du PSD vont tourner en fonction du soleil et de la couronne. Inutile de "piloter" MG1

Je sais qu'il faut maintenir la batterie chargée ... mais si elle l'est pleinement ?

CORRECTION (je suis et ) :
- Il faut piloter MG1, sinon le soleil du PSD va tourner "dans le vide" sans transmettre l'énergie de l'ICE à la couronne (aux roues).
- Comme il doit être piloté (en fait, "freiné"), l'énergie de ce "freinage" est récupérée pour alimenter MG2. Bon ... je vais me coucher ). Désolé pour le long HS inutile.

netsu à dit:

C'est pas grave: Je trouve un peu "court" comme raisonnement de comparer situation par situation pour arriver à une inamovible conclusion. Chacun doit comparer sur longue distance et selon son usage et, là le HSD s'en tire bien en général car il excelle dans d'autres situation courantes.

C'est pour ça que plus le parcours est vallonné et irrégulier, plus il est favorable au HSD et plus il est plat et régulier moins il lui est favorable.

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Cf ma précédente réponse (basée sur des données de Breezcar.com).
Sinon, ce document fournit plein de mesures pour Prius 3 (+ comparaisons Prius 2). Chapitre 5 (p14 du pdf en anglais) pour la partie "Highway" (vitesses et consommations en unités US, vitesses inférieures à 130 km/h).

Si MG1 n'est plus alimenté, donc maintenu dans sa rotation ou imposé dans sa rotation, il risque de tourner un peu comme bon lui semble et empêcher les satellites d'entraîner la couronne, non ?
Il me semble que c'est la rotation de MG1 qui détermine le rapport de transmission ?

Edit : Xenon31 tu as corrigé ton post

Que pensez-vous des nouvelles mesures concernant les primes pour l'achat d'un VE (10000 Euro) et hybride (6500), ainsi que pour se débarasser d'un véhicule Diesel de > 13 ans ? Hybride: HEV et/ou PHEV ?

Jan

Que l'état pense que les vieux singes aiment les Cacahouettes !
En tous cas, ce n'est pas ce qui fera changer les vieux diésels cacochymes !

Primes gouvernementales

La prime concernerait les hybrides rechargeables.

pastille verte

J'ai cru comprendre à l'écoute des infos que la PriusII n'aurait pas droit à la pastille verte (car antérieure à 2010).
SI C'EST LE CAS CE SERAIT UN VÉRITABLE SCANDALE , ET IL ME SEMBLE NÉCESSAIRE DE LE FAIRE SAVOIR







#jesuischarlie

Je pense qu'elle n'a que Euro 4. Je me trompe ?

Et en effet, des primes pour les VE et PHEV, et à Paris, gratuité des places de parking.

http://auto-infos.fr/Achat-vehicule-electrique-Segolene,6287


Jan

La Prius 2 n'est qu'Euro 4, effectivement.

Mais lors des arrêtés pris pour les ZAPA (qui n'ont toujours pas été abrogés), il y a possibilité de surclassement en catégorie supérieure si les rejets mesurés lors de l'homologation respectent les normes futures.

Dans le cas de la PII, elle respecte Euro 6 haut la main.

Si le "certificat vert" se base sur les mêmes arrêtés que les ZAPA (ce qui est fort probable), la PII* aura droit à son certificat vert.

De toute façon, je ferai un topo en temps utile.
Pour l'instant, on ne connait pas tous les détails.



*Et dans ma famille, il n'y a pas qu'elle. La Clio 2 1.2 GPL année 2006 et Euro 4 de ma sœur respecte aussi Euro 6...
Comme quoi, quand on veut...

fonctionnement du système

je viens de lire le test du argonne laboratory(merçi à XENON 31) sur le
fonctionnement de la prius 3. il répond à la plupart des questions que
l'on peut se poser et l'on s'aperçoit que l'électronique gère parfaitement
l'ensemble des cas de figure . On remarque également qu'au delà de 36mph
le thermique agit seul et ne peut compter que sur son couple 142Nmà 4000tours ce qui explique pas mal de choses pour les oreilles sensibles.