La voiture à air comprimé : mythe ou réalité ?

L'air comprimé

Une voiture qui roule à l'air, ce serait tellement fabuleux qu'on voudrait tous en rêver comme certains rêvent des Cadillac des fifties. On voit ci-contre un modèle 1959, mais qui sait que cette Sedan de Ville utilise de l'air comprimé ? Sur cette Cadillac, il y a en effet un système pneumatique de condamnation centralisée des portières. Cela se compose d'une pompe qui envoie de l'air dans 4 durits qui emmènent l'air comprimé par la pompe aux serrures de chaque porte. Et là, sous l'action du conducteur, le courant d'air souffle ou aspire, pour fermer ou ouvrir. Ce sont les américains qui ont inventé le système, mais il a été repris par tous les constructeurs, et à la fin des années 70, aussi bien les Peugeot 604 que les Audi 100 avaient des systèmes pneumatiques de fermeture centralisée, et c'est dans cette fonction que l'air comprimé a reçu le plus grand nombre d'applications.

L'air comprimé est très bien connu de tous les vieux ingénieurs de l'automobile. Dans les années 50 et 60, l'air comprimé et les système pneumatiques sont partout ! Les premièrs cabriolets Ford Mustang, en 1964, avaient un moteur à air pour plier et déplier leur capote. Mais cela n'allait pas durer, puisque progressivement, tous les moteurs à air comprimé, tous les sytèmes pneumatiques, allaient disparaître pour être remplacé par des moteurs électriques, plus compacts, plus fiables et surtout offrant un meilleur rendement. énieurs qui élaborent des tramways étaient parvenus à la même conclusion bien plus tôt, et les tramways à air comprimé du XIX° siècle (qui furent un temps le fleuron de Nantes) furent remplacés par des motrices électriques dans les années 1920/1930, et il ne susbiste d'après nous qu'un seul de ces vieux trams à air comprimé, il est aujourd'hui entreposé dans un hangar à Colombes (Hauts de Seine), et sera visible dans le futur musée des transports en commun que doit accueillir cette ville.

Des accessoires et des tramways donc, mais à notre connaissance, dans toute l'histoire de l'automobile, personne n'a jamais conçu de voiture à air comprimé. Il est vrai qu'il y a dans ce simple énoncé quelque chose de faux. Cela car, par opposition à l'essence, au gaz naturel ou à l'hydrogène, l'air comprimé n'est pas une source d'énergie. Il n'y a pas d'énergie dans l'air (sinon pour certains mystiques), et toute l'énergie réside en fait dans la compression : l'air comprimé n'est qu'un moyen de stocker de l'énergie. Mais est-ce un bon moyen ? Beaucoup d'entreprises aimeraient trouver un bon moyen de stocker de l'énergie. Par exemple EDF qui rêve d'un système pour conserver l'énergie électrique que ses centrales nucléaires produiraient la nuit, pour le redistribuer la journée quand la demande fait un pic. EDF pourrait-il envisager de transformer son énergie électrique nocturne en air comprimé pour le retransformer en énergie électrique le jour venu ?

Non, car le rendement serait très médiocre. Comme toute conversion d'énergie, la conversion énergie électrique / air comprimé entraine des pertes. Quelque soit l'énergie primaire utilisé par le compresseur, aucun n'atteint un rendement de 50 % (voir les sites de 2 fabricants Atlas Copco, et Pneumofore), c'est à dire que de la quantité d'énergie primaire dont on se sert au départ pour produire l'air comprimé, il n'en reste même plus la moitié dans l'air comprimé produit... En clair, si quelqu'un fabriquait une voiture dont le moteur fonctionnerait à l'air comprimé, un ingénieur pourrait donc passer derrière et doubler le rendement de l'auto en supprimant le moteur à air comprimé, les réservoirs d'air comprimé, et en connectant directement le compresseur (avec un stock d'énergie primaire) à la transmission !

Voilà déjà qui a de quoi décourager plus d'un investisseur, mais on peut néanmoins se laisser tenter par cette technologie du fait que le moteur à air comprimé offre un meilleur rendement qu'un moteur à combustion interne (ce rendement étant le rapport entre l'énergie contenue dans le carburant, air comprimé ou essence, et l'énergie qui est transmise aux roues motrices), avec de surcroît l'atout qu'un moteur à air comprimé est garanti 100 % zéro pollution : un mouchir à l'échappement reste blanc (si l'on ne prend pas en compte la pollution, s'il y en a, émise lors de la production de l'énergie primaire qui a servi à compresser l'air). On peut noter aussi comme atout le fait que le moteur à air comprimé puisse fonctionner dans l'eau, mais il y a pourtant une faille. Pour la trouver, il faut se souvenir qu'aux débuts de l'automobile, quand les moteurs tournaient doucement, il était possible de démarrer une auto à la manivelle. Cela a subsisté jusqu'à très récemment sur les motos (les joies du kick !), et cela existe encore sur quelques tronçonneuses, où l'on démarre avec une tirette.

Ceux qui ont connu l'une ou l'autre de ces techniques de démarrer un moteur, savent qu'il faut beaucoup d'énergie pour démarrer un moteur à la main ! Et ce qu'il faut en comprendre est que pour faire tourner un moteur avec seulement de l'air comprimé, il faut beaucoup, beaucoup d'air, il en faut même une quantité phénoménale si on veut faire plus que quelques kilomètres. Parce que si l'on peut repousser un piston dans son cylindre de son point mort haut vers son point mort bas simplement en envoyant de l'air dans le cylindre, sur une voiture courante, par exemple une Renault Megane, aucun ingénieur ne peut imaginer comment avec, un réservoir d'un volume de 50 litres, rempli d'air comprimé à 300 bar, on puisse faire plus d'un... kilomètre. C'est pour cette raison qu'aucun constructeur automobile ne cherche à développer de véhicules avec un moteur à air comprimé, le potentiel de développement est beaucoup trop faible, comme on peut le constater sur le vélo à air comprimé Electro Air Bike (ci-dessus) fabriqué par des étudiants de Reims : assis sur une énorme bouteille de 126 litres de volume, pleine d'air comprimé à 200 bars, le conducteur n'a même pas 50 km d'autonomie !

La solution serait alors d'améliorer le rendement des moteurs à air comprimé, et 2 entreprises actuellement s'y emploient, l'une coréenne, l'autre française. C'est la première qui est la plus en avance, la société s'appelle Energine, ses ingénieurs ont réalisé une voiture hybride électrique/pneumatique à partir d'une Daewoo Matiz (voir photos). Cette petite entreprise n'a ni les moyens ni le projet de produire des voitures, son ambition se limite pour l'heure à poursuivre le développement de cette technologie, puis de trouver un accord avec un grand constructeur. Mais un bon point est que leur voiture marche, et que de nombreux journalistes ont pu l'essayer pour en témoigner. Quant à la seconde entreprise, MDI (voiture en photo ci-dessous), elle est française, et si elle a moins de moyens que l'entreprise coréenne, et que sa technologie est moins au point puisque même après plusieurs années de développement, aucun journaliste n'a encore pu essayer l'auto (c'est sans doute aussi ce qui fait s'interroger les investisseurs potentiels), elle est très très ambitieuse puisque son but n'est rien de moins que de devenir constructeur à part entière.

Plus fort, MDI n'hésite pas à proposer un nouveau concept de production, totalement à contre-courant des méthodes actuelles, puisque petit et local, alors que les constructeurs cherchent aujourd'hui les économies d'échelle par la production en un seul lieu d'une plateforme unique que l'on utilise ensuite sur plusieurs voitures distinctes, et n'hésitent pas à se fournir auprès d'équipementiers chinois... Dans un système économique mondialisé, sauf à produire des marchandises très spécialisées et très chères, comme Ferrari ou Rolex, il ne fait pas bon être une peite usine.

L'avenir du moteur à air comprimé, s'il en est un, est donc plutôt à chercher du côté des voitures hybrides, avec un système qui récupérerait l'énergie perdue au freinage pour la transformer en air comprimé, air comprimé qui alimenterait le moteur en ville ou en décélération, mais à la moindre pression franche du conducteur sur l'accélérateur, la pompe à essence se réactionnerait, et le moteur redeviendrait à explosion. MoteurNature avait déjà évoqué ce sujet (notre article), et l'avantage est dans la simplicité, puisqu'il n'est plus nécessaire de rajouter un second moteur. L'appelation hybride est donc impropre, il faudrait plutôt parler de bicarburation, puisque c'est le même moteur qui fonctionne, à l'air comprimé en charge légère, à l'essence en charge forte, mais il faut gérer la transition entre les 2 carburants, et ce ne serait pas simple.

MDI s'est déjà engagé sur cette voie, et travaille à une variante air comprimé/essence de sa voiture. Les coréens quant à eux, persévèrent dans le zéro pollution, et travaillent à un prototype hybride moteur électrique/moteur à air comprimé (PHEV, Pneumatic Hybrid Electric Vehicle), mais ils songent déjà à passer à la vitesse supérieure : en remplaçant les batteries nécessaires au moteur électrique par une pile à combustible fonctionnant à l'hydrogène.

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