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IFP Energies nouvelles, acteur de l'innovation dans le domaine des transports et de l'aéronautique

août 2013
© IFPEN - Cyrille DUPONT
 
© Daimler Mercedes Benz

Quels sont les enjeux des recherches conduites par IFP Energies nouvelles (IFPEN) dans le domaine des transports ?

Soutenir la compétitivité des filières automobile et aéronautique
 Dans le contexte difficile qui est celui de la filière automobile française, la R&D est plus que jamais nécessaire pour rester compétitif et créer de la richesse et de l'emploi. Elle est également indispensable pour continuer à assurer le développement de la filière aéronautique. Cette compétitivité passe par l'offre de transports innovants, plus performants, plus propres et plus économes à des prix accessibles.

Répondre aux impératifs liés au contexte énergétique et environnemental
 Les ressources en pétrole - 95 % de l'énergie du secteur des transports – sont limitées et le prix des carburants augmente durablement. Par ailleurs, les réglementations se durcissent (réduction des consommations d'énergie, d'émissions de GES et de polluants) et le parc véhicules augmente (le parc devrait être multiplié par 4 d'ici à 2030).

Les compétences d'IFPEN au service de transports plus durables

Pour développer les véhicules de demain, IFPEN s'appuie sur des atouts essentiels :

• son expérience, son savoir-faire et ses solides compétences en technologies moteurs, modélisation, simulation et contrôle : 200 chercheurs sont mobilisés sur ces thématiques,

• son réseau dense de collaborations avec les acteurs industriels et académiques du secteur : partenariats stratégiques avec des industriels français et internationaux - Michelin, PSA, Renault, Toyota, Valeo, Airbus, Dassault, EADS, etc.- et collaborations avec les centres de recherche (ex. : association des Instituts Carnot),

• sa participation à plusieurs pôles de compétitivité, notamment LUTB (poids lourds) et Mov'eo (automobile), ainsi qu'à l'ITE (Institut pour la transition énergétique) VeDeCoM,

• son association avec les acteurs du secteur à l'échelle européenne à travers plusieurs projets du 7 e PCRD : ex.: WIDE-MOB coordonné par Fiat, ou encore SuperLIB porté par AVL.

Les travaux de recherche d'IFPEN s'articulent autour de 3 axes :

  • atteindre l'objectif du véhicule 2 litres/100 km et optimiser les motorisations aéronautiques,
  • diversifier les sources d'énergie en développant l'électrification des transports,
  • évaluer le potentiel des carburants alternatifs (biocarburants, gaz naturel).

Atteindre l'objectif du véhicule 2 litres/100 km et optimiser les motorisations aéronautiques

Pour IFPEN, un gain de l’ordre de 40 à 50 % sur la consommation des véhicules est encore possible. Pour atteindre un véhicule 2 litres/100 km, les améliorations devront associer :

  • une optimisation encore importante des systèmes de propulsion,
  • un effort sur la masse pour revenir à des niveaux de 700 - 800 kg (véhicules des années 70 - 80) tout en préservant la sécurité des véhicules et le confort des utilisateurs,
  • la récupération de toutes les pertes au freinage.

Pour accroître la performance des groupes motopropulseurs (routiers ou offroad), IFPEN contribue à :

• proposer des concepts innovants tels que la motorisation 2 temps alliant faible coût et compacité, la réduction de la cylindrée couplée à la suralimentation (downsizing), l'approche de type dual-fuel, etc.,

• optimiser les systèmes de combustion, d'injection, de boucles d'air et carburant,

mettre au point des systèmes de dépollution (capteurs, systèmes déNOx notamment),

• optimiser les systèmes de contrôle moteur.

Concernant l'aéronautique, IFPEN développe des outils et des méthodologies pour aider au dimensionnement et à la conception de motorisations plus performantes. Il travaille également sur les nouvelles motorisations ainsi que sur l'optimisation de la combustion.

Développer l'électrification des transports

IFPEN oriente ses efforts de façon privilégiée sur la technologie hybride rechargeable pour :

  • une plus grande autonomie (association d’un moteur thermique et d’un système électrique),
  • un mode de fonctionnement optimal (thermique, électrique ou combiné) en fonction du trajet,
  • un excellent compromis entre coûts d'achat et d'usage, et consommation.

Les travaux de R&D couvrent aussi les problématiques relatives aux motorisations 100  % électriques qui cependant doivent répondre à des défis majeurs : faible autonomie, coût élevé des batteries, temps de recharge, etc.

Les recherches portent sur :

les solutions de motorisation électrique innovantes ultracompactes et à forte puissance massique pour envisager un déploiement industriel en grandes séries à des prix abordables,

• les batteries, notamment vieillissement et modélisation de leur comportement,

la récupération de l'énergie à l'échappement et sa transformation en énergie mécanique ou électrique,

• le véhicule communicant avec son environnement favorisant l'éco-conduite en temps réel.

Dans le secteur aéronautique, IFPEN a notamment contribué à un projet d'évaluation du potentiel d'hybridation d'un système de propulsion avec un industriel du secteur.

Développer, tester et évaluer le potentiel des carburants alternatifs

IFPEN met son expertise au service des acteurs de la filière (industriels et décideurs publics) en travaillant à :

• l'adéquation moteur/carburant (biocarburants, Gaz naturel véhicule, etc.),

l'évaluation de la viabilité des filières de production de biocarburants, notamment par les analyses de cycle de vie (ACV) intégrant l’ensemble des étapes qui constituent les filières. IFPEN s'est impliqué très tôt dans l'élaboration de cette méthode qui fait aujourd'hui référence au niveau européen et international.

 

+ Zoom > L'avenir des biocarburants aéronautiques (Juin 2013)
+ Les clés pour comprendre > Automobile et carburants
+ Les grands débats > Comment gérer la transition énergétique ? > Diversifier les énergies dans les transports
+ Axes de recherche > Transports innovants
Liste de liens externes

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Interview vidéo

L'avenir des biocarburants aéronautiques
 
Entretien avec Nicolas Jeuland

Chiffres clés

  • les voitures conçues en 2004 émettent 4 fois moins de CO 2 qu'en 1993 et 20 fois moins qu'en 1980,
     
  • au cours des cinq dernières années, la consommation des véhicules commercialisés a baissé de 10 à 15 %,
     
  • 10 % des véhicules produits à l'échelle mondiale seront des véhicules électriques en 2025,
     
  • le Conseil consultatif pour la recherche aéronautique en Europe (Acare) a défini des objectifs ambitieux pour 2020 : - 50 % d'émissions de CO 2 par kilomètre passager et - 80 % de NOx par rapport à l'année 2000.