Illustration d'une impasse

[Tontonlyco]

Comme le reconnait le constructeur de l'avion, il faut 30Kg de batterie pour faire l' équivalent d' un litre de carburant..... ou si vous préférez 3 tonnes pour 100 litres:

https://www.sciencesetavenir.fr/high-te ... ain_111543


L'aviation a besoin pour des raisons évidentes du meilleure rapport  poids/autonomie énergétique, il n'y a sur Terre que les hydrocarbures qui le permettent.... sur Pluton on pourrait tenter l' hydrogène liquide.

Vouloir supprimer pour des raisons écologiques mal comprises les carburants pétroliers en aviation est une stupidité, l' excès actuel de production de CO² en regard de la capacité d' absorption de la nature ne justifie pas sa réduction uniforme sur tous les domaines, mais sa réaffectation aux usages indispensables, en particulier l' aviation qui ne représente que 2% de la production de CO².

Si nous ne dégagions plus de CO² les végétaux mourraient, il faut simplement rééquilibrer la balance production/consommation.

Bref c'est l' Akoya bis, en pire et plus inutile.

[Luc Lion]

Comme le reconnait le constructeur de l'avion, il faut 30Kg de batterie pour faire l' équivalent d' un litre de carburant..... ou si vous préférez 3 tonnes pour 100 litres.

Ces chiffres sont exagérés.
Pour une densité de carburant de 0.72, cela donne un rapport de masse de 42 / 1.

Or, l'énergie spécifique (ou densité massique d'énergie) de l'essence et du Jet-A1 sont pratiquement les mêmes à 43-45 MJ/kg.
Le rendement sur arbre d'un moteur à combustion interne se situe vers 25-30%.
Ensemble, cela donne une énergie spécifique utile entre 10.75 et 13.5 MJ/kg.

L'énergie spécifique des batteries actuelles se situe entre 0.36 et 0.87 MJ/kg avec un rendement sur arbre compris entre 80 et 95 %.
L'énergie spécifique utile varie donc de 0.29 à 0.83 MJ/kg.

Les rapports de densité massique d'énergie utile entre ces deux technologies varient donc entre 47/1 et 13/1, avec un rapport médian de 22/1.
Les chiffres choisis dans cet article correspondent donc à comparer un moteur thermique ayant un très bon rendement avec des batteries plus moteur électrique ayant un rendement médiocre.

De plus, la technologie des moteurs à combustion interne est à peu près mûre et on ne peut espérer en augmenter significativement l'énergie spécifique utile au-delà de 13.5 MJ/kg.
L'écart relativement étroit entre 10.75 et 13.5 MJ/kg traduit cette maturité.
Par contre la technologie des batteries est toujours en évolution, ce que traduit d'ailleurs l'important écart de 286% entre 0.29 et 0.83 MJ/kg d'énergie spécifique utile.
L'énergie théorique maximale stockable dans une batterie au lithium vaut 43.2 MJ/kg (par kg de lithium et non par kg de batterie).
Les techniques actuelles ne donnent que 2% de ce maximum théorique.
La technique lithium-air permettrait théoriquement de monter à 12.5 MJ/kg (poids du lithium + poids de l'oxygène)
On peut sans doute espérer raisonnablement la moitié de cette densité, soit 6 MJ/kg.
Avec le rendement du moteur, on se retrouverait entre 4.8 et 5.7 MJ/kg d'énergie spécifique utile pour la filière électrique, ce qui fait environ 43% de son équivalent avec moteur à combustion interne.

En résumé, le rapport de poids de 42/1 cité dans l'article est exagéré, le rapport moyen étant plutôt 22/1.
Et dans un futur que l'on espère pas trop lointain, ce rapport pourrait évoluer jusquà 2/1.

Luc

[Tontonlyco]

En résumé, le rapport de poids de 42/1 cité dans l'article est exagéré, le rapport moyen étant plutôt 22/1.
Et dans un futur que l'on espère pas trop lointain, ce rapport pourrait évoluer jusquà 2/1.

Luc

Si nous sommes à 22/1, paramètre qui ne tient pas compte de la perte de capacité énergétique d'une batterie par vieillissement, alors que la capacité énergétique d'un réservoir d' essence ne varie pas avec le temps, il faudrait encore un facteur 10 pour arriver à..... la moitié de l' efficacité énergétique d' un fuel.

Vouloir substituer les carburants pétroliers dans l' aviation, n' a que la justification idéologique d'une écologie mal comprise, le CO² n'est pas un mal en soi, il est indispensable aux végétaux, c'est son excès qui est préjudiciable, il faut donc rationaliser sa production en le réservant aux domaines où il est irremplaçable, l' aviation en particulier.

Pour le reste l' électricité peut remplacer les énergies carbonées à condition de comprendre que le nucléaire est le seul moyen de production massif disponible en permanence.

Mais comme dans le débat énergétique l' idéologie remplace la raison, nous ne sommes pas sortis de l' auberge, enfin en France, en Chine on est moins borné.

[IFLY]

Pour aller jusqu'au bout de la réflexion, il faut aussi tenir compte du poids du moteur. Un moteur électrique est bien plus léger qu'un moteur thermique...

[Luc Lion]

Je me méfie du débat idéologique, dans un sens comme dans l'autre.
Je préfère les informations factuelles tirées des rapports d'expérience.
Et de préférence avec suffisemment d'ancienneté pour que d'autres équipes aient pu vérifier la reproductibilité des résultats et puissent commenter sur les difficultés pratiques de la mise en oeuvre.

Je remarque aussi que ton argumentation s'apparente plus au débat idéologique qu'à la description factuelle.

J'invite ceux qui s'intéresse à la question à lire quelques articles sur les cathodes à nanolithes expérimentées par une équipe composite du MIT, du laboratoire Argonne et de l'université de Pékin. L'un d'eux est ici:
http://web.mit.edu/kushima/www/AK/PL2/Kushima_39.pdf

Ils citent une densité de charge pratique de 587 Ah/kg (pour une charge théorique de 1341 Ah/kg) sous un potentiel de 2.55 V.
Cela correspond à une densité massique d'énergie de 1.5 kWh/kg ou 5.4 MJ/kg.
Attention, il ne s'agit que de la masse de la cathode.
Si on rajoute l'anode, l'électrolyte, le boîtier, l'électronique de contrôle, on double certainement le poids.
Il s'agirait toujours de +/- 2.7 MJ/kg, soit une bonne partie du chemin vers les 6 MJ/kg que j'évoquais.

Même si ces expériences n'aboutissent pas à un produit exploitable commercialement, elles donnent une perspective que le fossé entre 0.5 MJ/kg et 6 MJ/kg peut être comblé.

Luc

[Delépine]

Un laboratoire de recherche de pointe en Argonne ! Je ne l'aurais jamais cru. Il doit dépendre sans doute de l'université de Sainte-Menou.

[popele3]

Ste Ménehould plutôt, non ?
Autant l'écrire juste, surtout pour faire une vanne... qui autrement tombe à plat.

[Luc Lion]

L'histoire de ce laboratoire, lié au projet Manhattan, est décrite ici :
https://www.anl.gov/about-argonne/history

Son nom provient du nom de la forêt où il a été implanté.
Je présume que cette "Argonne forest" a reçu son nom d'un immigrant français nostalgique.

Luc

[Delépine]

Ste Ménehould plutôt, non ?
Autant l'écrire juste, surtout pour faire une vanne... qui autrement tombe à plat.

J'ai vécu trente ans à côté.
Essaie donc de faire lire Ménehould : "menou" par un autre qu'un local.

[FbS]

Disons qu'avant de parler d'avion électrique, il serait sage d'avoir une solution viable pour les batteries

Tant que ce n'est pas le cas, tous les projets d'avion électrique ne sont rien d'autre que des pompes a subventions

[Tontonlyco]

Il s'agirait toujours de +/- 2.7 MJ/kg, soit une bonne partie du chemin vers les 6 MJ/kg que j'évoquais.

Même si ces expériences n'aboutissent pas à un produit exploitable commercialement, elles donnent une perspective que le fossé entre 0.5 MJ/kg et 6 MJ/kg peut être comblé.

Luc

Oui et l'on sera encore très loin de la capacité énergétique du fuel dans un simple réservoir en tôle.

Et quid du vieillissement de la batterie et surtout de la bombe que représente une telle densité énergétique chimique, bonjour le court circuit.

Vouloir par pure idéologie substituer les carburants pétroliers en aviation par des solutions au moins deux fois plus lourdes en carburant n'est pas rationnel scientifiquement.

La démarche consistant à dire réduisons la production de CO² dans la même proportion dans tous les secteurs est stupide et idéologique il faut la réduire en fonction des possibilités respectives, en aviation il n' y a rien sur Terre qui puissent remplacer les hydrocarbures dans le rapport masse/densité énergétique, puisque les carburants carbonés sont stockables sous forme liquide à température ambiante dans un réservoir non pressurisé, et qu'en plus il utilisent comme comburant l' oxygène ambiant.

Votre avion électrique, cher Luc Lion, serait intéressant sur Mars, et encore avec des grandes ailes, mais sur Terre c'est une impasse.

[Splitcat]

Il s'agirait toujours de +/- 2.7 MJ/kg, soit une bonne partie du chemin vers les 6 MJ/kg que j'évoquais.

Même si ces expériences n'aboutissent pas à un produit exploitable commercialement, elles donnent une perspective que le fossé entre 0.5 MJ/kg et 6 MJ/kg peut être comblé.

Luc

Oui et l'on sera encore très loin de la capacité énergétique du fuel dans un simple réservoir en tôle.

Et quid du vieillissement de la batterie et surtout de la bombe que représente une telle densité énergétique chimique, bonjour le court circuit.

Vouloir par pure idéologie substituer les carburants pétroliers en aviation par des solutions au moins deux fois plus lourdes en carburant n'est pas rationnel scientifiquement.

La démarche consistant à dire réduisons la production de CO² dans la même proportion dans tous les secteurs est stupide et idéologique il faut la réduire en fonction des possibilités respectives, en aviation il n' y a rien sur Terre qui puissent remplacer les hydrocarbures dans le rapport masse/densité énergétique, puisque les carburants carbonés sont stockables sous forme liquide à température ambiante dans un réservoir non pressurisé, et qu'en plus il utilisent comme comburant l' oxygène ambiant.

Votre avion électrique, cher Luc Lion, serait intéressant sur Mars, et encore avec des grandes ailes, mais sur Terre c'est une impasse.

Vos paroles sont très censées.

D'ailleurs, on attend toujours l'E-Fan 2.0, son premier vol était prévu courant/fin 2016
https://fr.wikipedia.org/wiki/E-Fan
Mais visiblement même à si petite échelle (vols courts) on a du mal.

[Tontonlyco]

https://fr.wikipedia.org/wiki/E-Fan

Oui E fan à quatre places et 3 heures d' autonomie soit 1200 Kg de batterie, je sens que je vais garder mon PA 28...

D'autant plus qu' avec 1200 Kg de batterie il ne pourra même pas décoller, .....ou alors fusée auxiliaire....

[Splitcat]

Une batterie est si lourde car on embarque l'équivalent du comburant et du combustible.
On peut donc s'estimer heureux, si on devait embarquer l'air allant avec le fuel il faudrait multiplier par 15 la masse !

Du coup, on peut monter haut sans trop perdre de performances.
A nous le FL200 en E-Fan 2.0

[pilote privé]

[HS]

Plus que le CO2, c'est notre mode de consommation qui pollue un max - on achète plein de trucs inutiles, x10, qu'on jette au bout de 6 mois, ou pas, simplement parce qu'on peut le faire (c'est pas cher)
Il suffit de voir tout le bazar stocké dans une maison au bout de 20 ans... pour rien, ça finira à la benne.

[fin HS]