L'essence est déjà le carburant du passé. Cela peut ne pas sembler être le cas lorsque vous faites le plein sur le chemin du travail, mais le pétrole utilisé pour le fabriquer s'épuise progressivement. Il pollue également l'air qui devient de plus en plus malsain à respirer, et les gens ne veulent plus payer les prix élevés que les compagnies pétrolières lui imposent. Les constructeurs automobiles savent tout cela et ont dépensé beaucoup de temps et d'argent pour trouver et développer le carburant du futur.
La recherche est lancée, mais quel sera ce carburant du futur ? Les carburants prêts à l'emploi comme le pétrole sont de plus en plus difficiles à trouver et les constructeurs automobiles se tournent vers des sources d'énergie plus vertes comme les batteries. Ces batteries peuvent être chargées d'énergie et placées dans une voiture où cette énergie peut être libérée. Aussi bonne que cette idée puisse paraître, certains fabricants pensent que l'air pourrait devenir une source d'énergie encore meilleure.
Air? À première vue, l'idée de faire fonctionner une voiture sur l'air semble presque trop belle pour être vraie. Si nous pouvons utiliser l'air comme carburant, pourquoi penser à utiliser autre chose ? L'air est tout autour de nous. L'air ne s'épuise jamais. L'air est non polluant. Mieux encore, l'air est gratuit.
Malheureusement, l'air seul ne peut pas être utilisé comme carburant. Tout d'abord, l'énergie doit y être stockée en comprimant l'air étroitement à l'aide d'un compresseur d'air mécanique. Une fois l'air comprimé libéré, il se dilate. Cet air en expansion peut être utilisé, par exemple, pour entraîner les pistons qui alimentent un moteur. L'idée d'utiliser de l'air comprimé pour propulser un véhicule n'est pas nouvelle :les premiers prototypes d'un véhicule à propulsion pneumatique remontent au milieu du 19 e siècle, avant même l'invention du moteur à combustion interne.
Au moins un constructeur pense qu'il est prêt à vendre des voitures aériennes au public américain. Si tout se passe bien, ces voitures pourraient être disponibles aux États-Unis assez rapidement [source :Sullivan]. Au cours des prochaines pages, nous examinerons cette technologie, les raisons pour lesquelles vous voudrez peut-être l'utiliser et quelques raisons pour lesquelles vous ne pourriez pas.
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Les lois de la physique dictent que les gaz non confinés rempliront n'importe quel espace donné. La façon la plus simple de voir cela en action est de gonfler un ballon. La peau élastique du ballon retient l'air fermement à l'intérieur, mais au moment où vous utilisez une épingle pour créer un trou dans la surface du ballon, l'air se dilate vers l'extérieur avec tellement d'énergie que le ballon explose. Compresser un gaz dans un petit espace est un moyen de stocker de l'énergie. Lorsque le gaz se dilate à nouveau, cette énergie est libérée pour effectuer un travail. C'est le principe de base derrière ce qui fait avancer une voiture aérienne.
Les premières voitures à air auront des compresseurs d'air intégrés. Après une conduite rapide, vous pourrez ramener la voiture à la maison, la mettre au garage et brancher le compresseur. Le compresseur utilisera l'air autour de la voiture pour remplir le réservoir d'air comprimé. Malheureusement, il s'agit d'une méthode de ravitaillement plutôt lente et il faudra probablement jusqu'à deux heures pour une recharge complète. Si l'idée d'une voiture à air fait son chemin, des stations de ravitaillement en air deviendront disponibles dans les stations-service ordinaires, où le réservoir pourra être rempli beaucoup plus rapidement avec de l'air déjà comprimé. Remplir votre réservoir à la pompe prendra probablement environ trois minutes [source :Cornell].
Les premières voitures aériennes utiliseront presque certainement le moteur à air comprimé (CAE) développé par la société française Motor Development International (MDI). Les voitures aériennes utilisant ce moteur auront des réservoirs qui contiendront probablement environ 3 200 pieds cubes (90,6 kilolitres) d'air comprimé. L'accélérateur du véhicule actionne une soupape sur son réservoir qui permet à l'air d'être libéré dans un tuyau puis dans le moteur, où la pression de l'expansion de l'air poussera contre les pistons et fera tourner le vilebrequin. Cela produira suffisamment de puissance pour des vitesses d'environ 35 miles (56 kilomètres) par heure. Lorsque la voiture aérienne dépasse cette vitesse, un moteur se met en marche pour faire fonctionner le compresseur d'air de la voiture afin qu'il puisse compresser plus d'air à la volée et fournir une puissance supplémentaire au moteur. L'air est également chauffé lorsqu'il frappe le moteur, augmentant son volume pour permettre à la voiture de se déplacer plus rapidement [source :Cornell].
L'un des principaux avantages de l'utilisation de l'air comprimé pour alimenter le moteur d'une voiture est qu'un véhicule à air comprimé pur ne produit aucune pollution au niveau du tuyau d'échappement. Plus précisément, les voitures à air comprimé que nous verrons probablement dans un avenir proche ne pollueront pas du tout jusqu'à ce qu'elles atteignent des vitesses supérieures à 35 miles par heure. C'est alors que le compresseur d'air interne de la voiture se met en marche pour atteindre une vitesse supplémentaire. Le moteur qui fait fonctionner ce compresseur d'air nécessitera du carburant qui produira une petite quantité de pollution atmosphérique. Certains carburants (vous pouvez utiliser des biocarburants écologiques ou des carburants fossiles) serviront également à chauffer l'air à la sortie du réservoir. Les moteurs à air comprimé les plus récents offrent également aux conducteurs la possibilité d'utiliser des combustibles fossiles ou des biocarburants pour chauffer l'air lorsqu'il entre dans le moteur. Néanmoins, cette technologie représente une nette amélioration par rapport aux voitures équipées de moteurs à combustion interne qui produisent des quantités importantes de pollution à n'importe quelle vitesse.
Les voitures aériennes sont également conçues pour être plus légères que les voitures conventionnelles. La construction en aluminium de ces véhicules maintiendra leur poids sous la barre des 2 000 livres (907 kilogrammes), ce qui est essentiel pour rendre ces véhicules économes en carburant et les aidera à rouler plus vite pendant de plus longues périodes.
Un autre avantage des voitures aériennes est que le carburant devrait être remarquablement bon marché, une considération importante en cette ère de volatilité des prix de l'essence. Certaines estimations indiquent que les voitures obtiendront l'équivalent de 106 miles (171 kilomètres) par gallon, bien que l'air comprimé ne soit probablement pas vendu au gallon. Une estimation plus significative est qu'il ne faut que 2 $ d'électricité pour remplir le réservoir d'air comprimé, bien que vous ayez également besoin d'essence pour alimenter le moteur électrique qui comprime l'air pendant la conduite [source :Cornell].
Les véhicules eux-mêmes seront également relativement bon marché. Zero Pollution Motors, qui prévoit de lancer les premières voitures aériennes aux États-Unis et estime un prix affiché d'environ 17 800 $, ce qui rendrait ces voitures abordables pour les acheteurs américains soucieux de leur budget [source :Max].
Alors qu'une voiture à air ne produit aucune pollution en fonctionnant avec de l'air déjà comprimé dans son réservoir, la pollution est néanmoins produite lorsque l'air est comprimé, à la fois pendant que la voiture roule et pendant qu'elle fait le plein. Comme nous l'avons mentionné précédemment, le compresseur d'air du véhicule fonctionnera probablement à l'essence, et ce gaz produira de la pollution lorsqu'il sera brûlé.
Le compresseur d'air de la station-service sera probablement alimenté à l'électricité. La production de cette électricité peut polluer ou non, selon la façon dont cette électricité est produite. Par exemple, l'électricité alimentée au charbon pourrait produire des quantités importantes de pollution. Des sources d'électricité plus propres, telles que l'énergie nucléaire ou l'hydroélectricité, entraîneront beaucoup moins de pollution. Selon le site Web Gas 2.0, une voiture aérienne aux États-Unis créerait environ 0,176 livre d'émissions de dioxyde de carbone par mile sur la base du mélange moyen de sources d'énergie électrique pendant le ravitaillement. En comparaison, une Toyota Prius hybride, qui combine un moteur électrique alimenté par batterie avec un moteur à combustion interne, génère environ 0,34 livre de dioxyde de carbone par mile. Ainsi, bien que la voiture à air ne soit pas tout à fait sans pollution, elle représente tout de même une amélioration par rapport à l'une des voitures hybrides les plus populaires sur le marché [source :Nuccitelli].
La distance peut également devenir un inconvénient, selon vos habitudes de déplacement. La distance qu'une voiture à air peut parcourir sans faire le plein est cruciale car très peu de stations-service auront des pompes à air comprimé disponibles au départ. Si vous prévoyez d'utiliser votre voiture aérienne uniquement pour de courts trajets - des distances inférieures à 100 miles - tout ira bien. Cependant, l'attente d'une à deux heures pour que le compresseur d'air intégré de la voiture comprime un réservoir plein d'air pourrait devenir un problème lors de voyages à travers le pays. Zero Pollution Motors - la branche américaine de MDI et la société la plus susceptible de produire la première voiture à air pour le marché américain - vise à disposer bientôt d'une voiture capable de parcourir entre 800 et 1 000 miles avec un réservoir d'air plus 8 gallons d'eau gaz [source :Cornell]. Les premiers prototypes, cependant, ont parcouru des distances plus proches de 120 miles - assez bon pour votre trajet quotidien, mais pas tout à fait adéquat pour des trajets plus longs [source :Motavalli].
Que se passera-t-il si une voiture aérienne subit des dommages lors d'un accident ? Après tout, les réservoirs d'air comprimé peuvent être dangereux. Pour réduire ce danger, les réservoirs d'air sont en fibre de carbone et sont conçus pour se fissurer plutôt que pour se briser en cas de collision. Cette fissure permettrait au "carburant" de s'échapper sans danger dans l'air ambiant. Les constructeurs craignaient que l'air s'échappant d'une extrémité du réservoir ne produise un effet de fusée et propulse la voiture sur un jet d'air. La valve sur les réservoirs de carburant des voitures a été placée sur le côté pour minimiser cet effet.
Malgré ces précautions, on craint que la construction légère des voitures aériennes ne les empêche de satisfaire aux exigences de sécurité américaines strictes et que cela ne retarde l'arrivée des voitures aériennes sur le marché américain. D'autres facteurs sont également apparus au premier plan, et nous en apprendrons plus sur ceux-ci par la suite.
L'Indien Tata Motors produira probablement la première voiture aérienne sur le marché dans les prochaines années. La voiture aérienne de Tata Motors utilisera également le moteur CAE. Bien que Tata ait annoncé en août 2008 qu'elle n'était pas tout à fait prête à déployer ses voitures aériennes pour une production de masse, Zero Pollution Motors prévoit toujours de produire un véhicule similaire aux États-Unis. Connues collectivement sous le nom de FlowAIR, ces voitures coûteront environ 17 800 $. La société, basée à New Paltz, N.Y., déclare qu'elle commencera à prendre des réservations à la mi-2009 pour les livraisons de véhicules en 2010. La société prévoit de déployer 10 000 voitures aériennes au cours de la première année de production [source :Max]. MDI a également récemment dévoilé l'AirPod piloté par joystick, le plus récent ajout à son arsenal de voitures aériennes. Bien que l'AirPod génère une vitesse de pointe de seulement 43 mph, il est également extrêmement léger et ne génère aucune émission.
Les grands constructeurs automobiles regardent le marché des voitures aériennes avec intérêt. Si les premiers modèles attirent les consommateurs, ils développeront probablement leurs propres modèles de voitures aériennes. À l'heure actuelle, quelques petites entreprises envisagent de commercialiser des voitures aériennes dans le sillage des véhicules à base de MDI. Ceux-ci incluent :
Dans un premier temps, les voitures MDI seront les seuls véhicules aériens sur le marché. Cependant, MDI aurait autorisé la technologie à des fabricants dans une douzaine de pays différents, de sorte que les voitures aériennes devraient bientôt être disponibles dans le monde entier.
