Bilan

La mine d'or des transports verts

La mobilité est un besoin universel de l'homme. En analysant les données statistiques, il a été démontré qu'à travers les siècles et quelles que soient les cultures, les gens ont  passé deux heures par jour en moyenne à se déplacer d'un lieu à l'autre.

Dans ce contexte, la corrélation entre mobilité et activité économique revêt une importance primordiale. L'évidence historique montre qu'il faut parcourir une certaine distance pour gagner une unité de PIB. Autrement dit, la fraction du revenu d'un ménage dépensée pour la mobilité reste constante, en comparant les pays plus ou moins affluents. Avec la croissance du revenu, le montant absolu dépensé pour la mobilité croît proportionnellement, afin de parcourir des distances les plus élevées. Est-ce que cela signifie que, si nous souhaitons plus de croissance économique, nous sommes condamnés à une mobilité qui va toujours s'amplifier aussi?

Les transports, limites de la croissance ?

Si  c’est le cas, pourquoi pas? Et, quelles  sont les conséquences? Tout le monde les connaît – la quantité limitée des ressources récupérables du pétrole, l'effet de serre causé par leur combustion, la protection du climat global, la rareté des ressources nécessaires pour fabriquer les automobiles, les nuisances sonores, et les conséquences de la pollution nuisibles pour les hommes, pour des systèmes écologiques déséquilibrés comme pour les structures technologiques qui fondent la civilisation, ….

Clairement, il nous faut un concept nouveau de la mobilité. Un concept qui soit radicalement différent et qui soit soutenu par une technologie efficace utilisant les ressources disponibles. Une des conditions nécessaires serait de produire moins de polluants avec moins d'effets négatifs pour l'ensemble de notre société.

Comment la Suisse peut-elle y contribuer? Nous pourrions importer des techniques qui auraient déjà fait leurs preuves ailleurs en utilisant des voitures moins polluantes et qui consomment moins d'essence. Cela pourrait diminuer les dommages en termes de pollution locale et entrainer une économie sur les coûts qui y sont associés. Cela diminuerait aussi les émissions des gaz de serre domestiques. Mais cela n’aurait qu’un petit effet pour le climat global. D'autre part, nous pourrions développer de nouvelles technologies qui seraient appliquées non seulement en Suisse mais exportées à l'étranger pour en  étendre les  effets. C’est le choix qui a été fait. Le développement de technologies propres et efficaces dans l'exploitation et l'utilisation des ressources est au cœur de l'initiative cleantech.

Les systèmes d’information, moteur inattendu de la révolution des transports

La mobilité moderne emploiera un réseau de modes de transports très bien interconnectés : trains à grande vitesse, chemins de fer, bus et tramways, voitures particulières, vélos et marche à pied. Pour rendre ce système attractif et promouvoir un changement d'habitudes vis-à-vis de l'utilisation des transports publics, il faut une synchronisation très sophistiquée et un système d'information qui permette au voyageur de choisir le moyen le plus approprié pour atteindre sa destination. Ce système d’information qui tient compte en particulier des prix de la mobilité permettra d’arbitrer facilement entre différents moyens de transport sans se soucier du type de titre de transport. Le défi en termes de technologies de l'information et d’automatisation est clairement la première opportunité économique pour les cleantechs.

En ce qui concerne la technologie même des véhicules, il est de notoriété publique que la réduction du poids du véhicule est une condition nécessaire pour réduire sa consommation d'énergie. Le développement de composants légers à partir de matériaux composites ou de mousses métalliques peut contribuer à atteindre ce but. On ne se passera pas cependant d’un concept radicalement nouveau de voiture, qui se débarrasserait de la construction classique du châssis et de la carrosserie …

Les véhicules hybrides ont aussi montré leur potentiel pour réduire la consommation. Le moteur électrique ajouté ne sert pas seulement à stocker et récupérer l'énergie cinétique pendant la décélération. Il apporte aussi couple puissant pour les accélérations à petite vitesse. Quelques variantes avancées sont en cours de développement. Elles permettraient de charger la batterie d'un hybride en  le connectant au réseau électrique. Dans ce concept  de « vehicle to grid », le propriétaire du véhicule aura la possilibité de revendre le courant stocké à une compagnie d'électricité en fonction de la demande de puissance. Mais pour mettre au point cette option, il faut encore de nouvelles innovations.

La propulsion purement électrique, fréquemment considérée comme l’étape ultime de l'hybridisation, repose quand à elle sur le développement de batteries performantes, en particulier du point du vue du rapport poids-puissance électrique. Des exigences très élevées et des buts audacieux ont déjà été proposés. Les atteindre est un des buts poursuivis à l'Institut Paul Scherrer.

Finalement, pour les grandes distances, l'hydrogène, vecteur d’énergie lorsqu’il est combiné à une pile à combustible produisant le courant de la propulsion électrique, dispose du plus grand potentiel. Mais il reste beaucoup de défis à surmonter: produire de l'hydrogène avec une énergie pauvre en CO2, le distribuer et le stocker et finalement l’utiliser dans une voiture hybride pile/batterie. Sur la base d’une expertise de deux décennies de recherche en électrochimie, l'Institut Paul Scherrer a contribué à quelques innovations importantes dans ce domaine dont un nouveau type de membranes polymères, le design de nouvelles piles ainsi que des modèles opérationnels utilisant l'hydrogène comme carburant et l'oxygène (provenant de l'électrolyse)  comme oxydant sur la base de deux véhicules de démonstration.

Reste à savoir si la mobilité physique continuera d’être aussi importante pour connecter les hommes? Les technologies de l'information offrent plusieurs solutions, tels que les commandes de marchandises par internet, la vidéoconférence ou le travail à distance d'employés qui restent à domicile. Là encore, il faut changer de cadre conceptuel : développer des logiciels avancés et des solutions intelligentes pour cette forme virtuelle de la mobilité est une autre opportunité pour les cleantechs. Notre mobilité sera-t-elle restreinte à l’avenir à la randonnée ou au jogging, tout le reste étant pris en charge par les télécommunications? Certainement non.  Nous aurons besoin de toutes les formes de mobilité avancée mentionnées ci-dessus. C'est pourquoi le domaine de la mobilité est une vraie mine d'or pour les cleantechs. Développons l'esprit des chercheurs d'or ensemble !

 

 

 

 

Recharge ABB a développé une borne de recharge de voitures électriques dix fois plus rapides que la concurrence.

 

 

 

 

Deutsche zusammenfassung

Mobilität als Goldgrube

Mobilität und Wirtschaft sind eng miteinander verknüpft. Die historische Erfahrung zeigt, dass Wachstum mit einer Zunahme der Mobilität einhergeht. Heisst das also, dass das Wachstum begrenzt wird, weil die Mobilität an Grenzen stösst durch die Verfügbarkeit natürlicher Ressourcen oder durch den Klimawandel?

Natürlich nicht. Im Gegenteil, der dadurch erzwungene Übergang zu neuen Mobilitätsformen ebnet den Weg für Cleantech  - ob es sich um leichtere Materialien, elektrische Antriebe oder Wasserstoffantriebe für Fahrzeuge handelt. Elektrochemiker des Paul Scherrer Instituts beispielsweise forschen intensiv über  Brennstoffzellen. Auch für die Informationstechnologie ergeben sich neue Möglichkeiten, etwa um den intermodalen Verkehr zu steuern oder aber um virtuelle Mobilitätsformen zu fördern, die durch den Fortschritt der Telekommunikation entstanden sind.

Alexander Wokaun

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