Propulsion de voiture: Energie électrique, lithium.

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MISE EN SITUATION

Pour propulser une voiture, l’énergie électrique peut sembler séduisante ; elle n’émet apparemment pas de CO2. Cependant, deux réflexions ou problèmes se posent : [pic 9]

• Il faut bien, d’une manière ou d’une autre, produire l’électricité nécessaire. Au bilan, l’énergie électrique est-elle réellement intéressante d’un point de vue production de CO2/km ? (Vous découvrirez que la réponse n’est pas aussi simple qu’elle n’y parait !).
• Pour leur fabrication, les batteries nécessitent des matériaux rares. L’utilisation de batteries électriques est-elle pertinente d’un point de vue des ressources en matériaux à long terme ?

A travers cette étude, l’objectif est de montrer que les problématiques concernant l’énergie et celles concernant les matériaux relatifs à une solution technologique de pointe sont bien souvent liées.

Vous devez rédiger votre compte rendu avec un logiciel de traitement de texte et l’enregistrer sur votre cession sous le nom : « ImpactBlueCar + nom du binôme ».

Perspectives du marché automobile

En vous aidant du document ressource : 

• « Perspectives_ventes_2025-voitures_electriques.pdf »

Question 1 : Quel est le nombre total estimé de véhicules 100% électrique, qui circuleront dans le monde en 2025 ?

Selon l’étude du cabinet de conseil Olivier Wyman le nombre total estimé de véhicules 100% électrique, qui circuleront dans le monde en 2025 est de 3,2 millions.

Réflexion sur l’énergie électrique

En vous aidant des documents ressources : 

• « caracteristiques_blue_car.pdf »
• « le_reacteur_EPR.pdf »

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Question 2 : Quelle est la capacité énergétique de la batterie du Blue Car (en kWh) ? 

La capacité énergétique de la batterie du Blue Car est de 28 kWh.

Question 3 : Quelle est l'autonomie minimale de cette voiture électrique (en km) ?

L'autonomie minimale du Blue Car est de 200 km.

Question 4 : En déduire la consommation d'énergie électrique du Blue Car (en kwh/100 km).

Etant donné que la bluecar utilise 28kWh toute les 200km, alors pour 100km, la Blue car utilise 14kWh car :

28/2 = 14 kWh             *

Question 5 : En moyenne un automobiliste parcourt  40 km / jour. En déduire la consommation moyenne (en kWh) par automobiliste et par jour.

Si un utilisateur parcourt 40km/jour, il consommera 5,6 kWh par jour car :

28 / 5 = 5,6 kWh         *

Question 6 : En utilisant le nombre estimé de véhicules 100% électriques en 2025, calculer l’énergie totale consommée par jour.

Etant donné que le nombre de véhicules 100% électrique en 2025 sera de 3,2 millions et que en moyenne un automobiliste parcourt  40km/jour ,  en 2025 , l’énergie totale consommée par jour en moyenne sera de 17,92 x 10^(6)  car :

5,6 x 3 200 000 = 17 920 MWh         /jour             (17 920 000 kWh)

Question 7 : En imaginant l'ensemble du parc automobile actuel devenir électrique (environ 1 milliard de véhicules), recalculer l’énergie totale consommée par jour (utiliser des puissances de 10 puis exprimer en M (106), G (109), ou T (1012)  Wh.

Si l’ensemble du parc actuel est de 1 milliard  et que en moyenne un automobiliste parcourt 40km/jour ,  en 2025 , l’énergie totale consommée par jour en moyenne sera de 5,6  G [5,6 x 10^(9) ] car :

5,6 x 1 000 000 000 = 5 600 000 MWh

Question 8 : Quelle est la puissance électrique fournie par un réacteur nucléaire EPR ?

La puissance électrique fournie par n réacteur EPR est de 1600 à 1660 MW

Question 9 : En déduire quelle est la quantité d'énergie électrique fournie pendant  10h par ce même réacteur EPR.

La quantité d'énergie électrique fournie pendant  10h par un réacteur EPR est de 16600 MW car P x T = E :

1660MW x 10h = 16600 MW.h              (en 1 journée)

Question 10 : Combien de réacteurs EPR faut-il pour produire l'énergie nécessaire à la recharge des batteries dans les deux cas de figure envisagés précédemment (3,2 millions et 1 milliard de voitures électriques) ?

Pour 3,2 millions de voitures électriques, 3,2 millions de voitures = 17 920 MWh  1 réacteur  = 16600 MW.h              donc 2 réacteur suffirait  pour produire l’énergie de 3,2 millions de voitures 100 % électriques car :

17 920 / 16600 = (environ) 1.08 réacteurs

Pour 1 milliard de voitures électriques, 1 milliard = 5 600 000 MW.h  1 réacteur = 16600 MW.h

Donc il faudrait 337 réacteurs pour produire l’énergie pour 1 milliard de voitures 100 % électriques car :

5 600 000 / 16600 =(environ)  337 réacteurs

Réflexion sur l’émission de CO2 liées à l’énergie électrique

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En vous aidant des documents ressources : 

• « emission_de_CO2_par_kWh_par_pays .pdf »
• « etiquetage_CO2_des_vehicules.pdf »
•  « palmares_ADEME_diesel.pdf »
• « palmares_ADEME_essence.pdf »

Question 11 : Quel est le nombre de grammes de CO2 rejeté dans l'atmosphère par kWh produit en France et en Australie ?

Le nombre de grammes de CO2 rejeté dans l'atmosphère par kWh produit en France est de 83 grammes/kWh.

Le nombre de grammes de CO2 rejeté dans l'atmosphère par kWh produit en Australie est de 883 grammes/kWh

Question 12 : En déduire le nombre de gramme de CO2 / km, rejeté dans l'atmosphère pour une utilisation du Blue Car en France.

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