ACV triporteur thermique/electrique

I - Contexte

A - G'Récup

L'association G'Recup nous a demandé par souci d'éthique et d'impact sur l'environnement, de changer son véhicule thermique par un véhicule électrique. Cependant, pour établir ce choix ils se sont basés sur leurs croyances, sans pour autant vérifier que la construction d'un triporteur électrique pourrait avoir dans le but de remplacer le véhicule thermique.

C'est pour cela que nous avons décidé de mettre à profit les enseignements de l'Analyse de Cycle de Vie (ACV) pour faire une évlauation et un comparaison de deux systèmes de motorisation.

B - Pensée cycle de vie

Nous avons donc choisi d'utiliser l'outil de l'ACV. Mais en quoi consiste-t'il ?

Il faut savoir que tout produit est source d'impact sur l'environnement. Cependant ces impacts n'interviennent pas forcément au mêmes moments dans la vie d'un produit. C'est pour cela qu'il est important quand on cherche à connaitre l'empreinte écologique d'un produit de prendre en compte toutes les phases de la vie du produit : de l'extraction des matières premières jusqu'à la fin de vie (craddle to grave)

C - Les étapes du cycle de vie

Dans le cadre d'une ACV, on va venir anamyser les différentes étapes de la vie du produit qui peuvent être résumées de la manière suivante :

Extraction de matières premières
Fabrication
Transport
Distribution
Utilisation
Fin de vie (réutilisation, enfouissage, incinération, recyclage, etc.)

Figure 1 : Modélisation des phases de l'ACV

D - Méthodologie

L'ACV répond à des lignes directrices bien définies qui sont présentes dans les normes ISO 14044. Ainsi, on peut trouver le schémas descriptif suivant :

Figure 2 : Définition des 4 étapes de l'ACV selon la norme ISO 14044

En dehors de cette guideline, il est nécessaire de gérer les flux de données entrant et sortant. En d'autres termes, toutes les données d'entrées correspondant à l'iventaire du cycle de vie permettront dde réalyser l'analyse.

II - G'Recup

A - Objectifs et Champs de l'étude

1 - Unité fonctionnelle

L'unité fonctionnelle (UF) est esentielle dans la réalisation d'une ACV. Elle permet de préciser les caractéristiques et performances de l'objet étudié. Elle doit dans un premier temps définir la fonction principale du produit. Ensuite elle doit pouvoir répondre aux questions : Quoi ? Combien ? Combien de temps ? Comment ?

L'un des objectifs de cette UF va être de pouvoir fournir une référence. C'est à dire que l'on va pouvoir ensuite comparer les impacts environnementaux de 2 triporteurs à partir des fonctions identifiées.

Dans notre étude l'unité fonctionnelle est la suivante : "Utiliser un triporteur pour déplacer 200kg de matériel pour un trajet de 20 km 1 fois par semaine pendant 1 an (soit 45 sorties)"

2 - Champs de l'étude, Hypothèses

Pour notre ACV, nous avons décidé de réaliser cette étude dans un but de comparer les 2 systèmes de motorisation : électrique / thermique. Notre étude se limitera donc à l'analyse d'un moteur thermique comparé à celui d'un moteur électrique avec sa batterie. Il y aura également toutes ces hypoyhèses :

Considérer que les 2 triporteurs sont similaires hors motorisation.
Choix de n'étudier que la motorisation et batterie.
Caractéristiques identiques des 2 moteurs : moteur de 2kW, et masse de 2,2 kg.
Distance totale qu'il pourra parcourir (en accord avec l'UF): 900km
Par choix, nous avons choisi de réduire le moteur à une seule matière. Cette hypothèse découle du postulat que plus de 70% de la masse d'un moteur est de la fonte.
Par choix, nous avons également choisi de réduire
Choix de simplifier l'étude sur 2 phases : Utilisation et Fabrication. La phase de cycle de vie qui semble assez importante sera décrite à partir d'un fichier annexe. thermique (piaggio) : 5L/100km => 120gCO2/km soit au total 180kgCO2/an (piaggio: 500 à vide + 185 de charge = 685 kg)

B - Analyse de l'inventaire

Pour cette Analyse de

C - Résultats de l'ACV

en vert foncé les résultats du moteur électrique
en vert clair les résultats du moteur thermique

Voici les résulats sur une durée de 1 an. On remarque que sur de nombreux facteurs la voiture electrique est plus mauvaise sur 1 an (Emissions de CO2 liées à l'exctraction, particules).

Voici les résulats au bout de 5 ans : Globalement plus le temps avance, plus la voiture électrique à un impact moins "sale" sur de nombreux facteurs. Elle reste cependant plus impactante sur des facteurs tels que l'exctraction minière, eutrophisation des océans et l'occupation terrestre. Sur les facteurs qui nous interessent le plus, les émissions de carbonne en ville notamment, la solution électrique est plus intéressante, elle est deux fois moins impactante au bout de 5ans, sans prendre en compte le fait que nous utilisons des batteries de récupération.

D - Exploitation des résultats

Paggio APE 50

Ressources

liste exhaustive des pièces

Moteur
- Carter moteur
- Vilebrequin - Piston
- Cylindre - Piston
- Capot de Culasse
- Pompe à huile
- Démarreur
- Allumage
- Pompe à eau
- Rear Transmission
- Gear-box Components
- Levier de vitesse
- Embrayage
- Carburateur
- Pièces carburateur - Démarreur à froid automatique
- Echappement
- Filtre à air
- Diaphragme - Couvercle volant inertie
Châssis
- Front Chassis/body
- Cabine - Portes
- Garde-boue
- Loading Body Open - Side Boards
Cabine
- Ceinture de sécurité
- Front Seats
- Rétroviseur
- Contacteur à clé- Serrure de réservoir - Kit outils
- Compteur kilométrique
- Pare-brise
Réservoirs
- Réservoir de carburant - Réservoir d'huile - Radiateur
- Réservoir d'huile
Système de direction
- Couvre guidon
- Maître cylindre - Guidon
- Guidon - Amortisseur avant
- Amortisseur arrière
Roues/système de freinage
- Roue avant - Jante - Disque de frein
- Roue arrière - Jante - Mâchoire de frein arrière
- Plaquette disque frein - Frein tambour
- Câble transmission - Câble gaz - Câble frein arrière
- Commutateur - Maître cylindre - Système de freinage
- Câble frein de stationnement
Elec
- Eclairage plaque immatriculation
- Commutateur
- Phare - Clignotant avant
- Feu arrière - Clignotant arrière
- Batterie - Relais démarreur - Klaxon
- Régulateur - Bobine
- Câble faisceau électrique
- Moteur essuie-glace pare brise

liste réduite des pièces

Moteur
Châssis
- Châssis
  - Mild Steel & Cast Iron
- Cabine - Portes
- Garde-boue
  - plastique
Cabine
- Front Seats (assise + dossier)
  - similicuire + bois + rembourage
- Compteur kilométrique
- Pare-brise
  - 50,5x67cm verre
Réservoirs
- Réservoir de carburant - Réservoir d'huile - Radiateur
  - Réservoir SEALEY
- Réservoir d'huile
Système de direction
- Couvre guidon
- Maître cylindre - Guidon
- Guidon - Amortisseur avant
- Amortisseur arrière
Roues/système de freinage
- Roue avant - Jante - Disque de frein
- Roue arrière - Jante - Mâchoire de frein arrière
- Plaquette disque frein - Frein tambour
Elec
- Eclairage plaque immatriculation
- Commutateur
- Phare - Clignotant avant
- Feu arrière - Clignotant arrière
  - ampoules R10W (culot BA15s)
- Batterie - Relais démarreur - Klaxon
- Régulateur - Bobine
- Câble faisceau électrique
- Moteur essuie-glace pare brise

Inventaire des matèriaux du triporteur électrique (modèle VUF transporteur XXL )

Ressources :

Liste des éléments : * Cadre/ Chassis * Moteur / Transmission * Roues * Batteries * Contrôle commande * Caisson

Tableau des ressources

Composants	Poids	Matière
Poids Total	64 kg
Shimano BT-E8014, 36V – 11,6Ah, 418 Wh, Lithium-ion	2.55 kg
Moteur	2.6 kg
Caisse de transport	26 kg	Diabond 3 mm alu
cadre + guidon		Profilé aluminium 30mm
Fourche	env 2-3kg	Acier 41.30
Roue + transmission et frein	2x0.5kg (frein) 3x0.1kg(disque) 0.5kg (pneu)	alu(frein) acier inox(disque) caoutchoux synthétique (pneu)

Trouver l'energie nécéssaire pour recharger une batterie - temps de décharge (ou au bout de cb de kilomètre cela se décharge) Nous allons partir d'une consommation électrique donnée pour un vélo electrique de XX kg et la reporter à un triporteur de XX kg en imaginant linéaire la nécessité en énergie en fonction du poids.

On considère un vélo électrique déplaçant 70 kg, consommant 7.7 Wh/km. Par extrapolation on détermine la consommation pour un triporteur electrique déplaçant une charge de 200kg. On se retrouve donc avec une consommation de 33 Wh/km pour le triporteur.

Nous souhaitons effectuer 900km avec ce triporteur donc la consommation d'énergie sur cette durée sera de 900*33 = 29 700 Wh en tout

pour une autonomie de 20 km => 660Wh batterie Li-ion environ 100Wh/ kg => on retrouve une batterie de 7 kg

Dans un moteur électrique de vélo on retrouve en général :