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La voiture solaire

Les voitures solaires ont toujours été un rêve depuis l'invention des cellules photovoltaïques. Ce sont donc des voitures électriques, qui nécessitent une (des) batterie(s) pour stocker l'énergie qui leur est nécessaire lorsqu'il y a moins de lumière ou même pour pouvoir accélérer lorsque l'apport direct d'énergie solaire n'est pas suffisant pour cela.

La puissance actuelle de ces engins est limitée par le rendement des cellules photovoltaïques et par la capacité des batteries à stocker une grande quantité d'énergie dans un espace réduit.

Pour contourner ces obstacles, les voitures solaires essaient de réduire leur besoin en énergie pour rouler en réduisant leur poids avec l'utilisation de matériaux légers et en adoptant le meilleur aérodynamisme possible et ainsi avoir moins de résistance dans l'air.

En 1987 eu lieu la première course de voiture solaire, le "World Solar Challenge" qui consiste à traverser le centre de l'Australie du nord au sud, entre les villes de Darwin et d'Adelaide sur un total de 3000km.

Hans Tholstrup, le créateur de cette course, était le premier en 1983 à prouver que l'on pouvait traverser un continent avec un de ces engins. Il a créé cet évènement afin de montrer au public le potentiel de cette technologie "verte" et d'encourager l'innovation dans ce domaine.

Voici la description d'une de ces voitures, qui a emporté plusieurs courses et prix :







Voici le "Spirit of Canberra", une voiture solaire de l'université de Melbourne en Australie qui a participé à plusieurs courses solaires entre 1998 et 2002.




Elle mesure 6m de long, 2m de large et 1m de haut. Son poids est de 170kg sans les batteries (et sans le conducteur !).

Elle peut atteindre les 140km/h avec batteries et 90km/h uniquement avec le soleil.




Elle est équipée de presque 800 cellules solaires couvrant une superficie de 8m², celle-ci sont gravées au laser et peuvent générer une puissance maximale de 1200 Watts.

Voici à gauche le dessous du capot de la voiture, où l'on peut voir les contacts électriques des cellules solaires.





Des panneaux solaires peuvent être rajoutés sur les côtés de la voiture pour recharger au maximum les batteries pendant les arrêts (si la luminosité le permet).



Les roues sont surmontées de coupes-vent pour améliorer l'aérodynamique de la voiture et donc en diminuer la consommation d'énergie.



Le contrôleur Tritium Gold (boîte dorée de droite sur la photo) spécialement conçu pour les voitures solaires, gère le moteur et fournie des infos de télémétrie quant au bon fonctionnement de celui-ci. La partie électronique qui gère le panneau photovoltaïque (à gauche sur la photo) et s'occupe de convertir le courant produit, fournie aussi des données télémétriques qui peuvent être utiles au conducteur.




La roue avant qui contient le moteur délivre un rendement de 98%. Elle pèse 14,5kg pneu compris et a été utilisé par plusieurs voitures lors de diverses courses solaires.




La sécurité n'a pas été oubliée, la voiture possède des ceintures de sécurité, des clignotants, des feux-stop, des freins (avec récupérateur d'énergie) et un klaxon.



Les batteries sont de types Lithium-Ion et pèsent 36kg au total. Elles sont composées de 2 boîtes de 2 blocs superposés de 16 modules chacun. La puissance totale disponible est ainsi de 5kWh.

• Depuis 1985 : Le "Tour de sol" en Suisse.
• Depuis 1987 : Le "World Solar Challenge" en Australie.
• Depuis 1989 : Le "American Tour de Sol" aux États-Unis.
• Depuis 1990 : Le "Sunrayce USA", devenu ensuite le "Formula Sun Grand Prix" et maintenant le "North American Solar Challenge".
• Depuis 1992 : La "Grand Solar Challenge" au Japon.
• Depuis 1993 : Le "World Solar-car Rallye" à Akita au Japon et ici aussi.
• La "Dream Cup Suzuka" au Japon.
• Le "Dell-Winston School Solar Car Challenge", USA.
• En 2004 : Le "Phaethon 2004", pour les Jeux olympiques d'Athènes en Grèce.
• Le "CitiPower Sunrace".
• En 1996 : Le "Canadian Solar Discovery Challenge".
• Le "World Solar Rally in Taiwan 2006", Taiwan.

• Prix d'une voiture solaire : de quelques milliers à plusieurs millions de Dollars/Euros (Il s'agit de modèles uniques).
• Vitesse maximum sur le WSC : 140km/h.
• Vitesse moyenne maximum : 100km/h sur les 3000km du WSC.

D'autres courses de véhicules solaires proches du vélo, car mut par l'énergie des conducteurs en plus de l'énergie solaire ont vu le jour depuis 1994 ( World Solar Bike Race, World Solar Cycle Challenge, Solar BikeRayce USA, ..).





Ces courses ont permis des développements d'applications concrètes, parmi lesquelles :

• General Motors a développé sa célèbre voiture électrique EV1 suite au triomphe de sa voiture solaire Sunraycer lors du premier WSC (on connaît malheureusement la suite que GM donné à sa voiture).



• De nombreux autres fabricants de voitures ont utilisés leurs connaissances acquises lors de leurs participations à ces courses pour développer par la suite des voitures électriques - qui n'ont à l'époque pas eu le succès mérité, dût en partie aux pressions des grandes entreprises pétrolières et à la baisse du carburant. Aujourd'hui, ces véhicules font une nouvelle apparition en force, grâce aux technologies qui se sont améliorées, l'augmentation du coût du pétrole et à la sensibilisation accrut du public sur le thème de l'environnement.



• Les cellules solaires développées profitent à de nombreuses applications non liées aux transports, mais cela n'empêche pas de voir apparaître des utilisations sur des véhicules électriques ou hybrides en complément d'apport d'énergie.



• L'aérodynamique des voitures a été revue dans le monde automobile, afin de réduire la consommation des voitures.



• Des pneus améliorant l'économie de carburant ont aussi été développés par de grands fabricants suite à leur participation.



• Dans les voitures, de l'énergie est perdue dans la transmission, c'est pourquoi dès le WSC de 1993, plusieurs équipes ont commencé à utiliser des moteurs intégrés aux roues. Cette tendance s'est très rapidement répandue, car l'efficacité de conversion d'énergie atteint 98,5% ! Cette innovation est maintenant souvent reprise dans la construction de voitures électriques.