"!! ... ' \ VII/76/74~· ~-----. Orig. : N
INSTITUUT VOOR vJEGTRANSPORTl·IIDDEIEN TUO
(INSTITUTE FOR ROAD VEHICLES 'l'NO)
rapport n° : 03-2-10004 / modifié date juin 1974
' 1
,/ ~ La consommation d 1 énereie.~s moyens• de tr~nsport /' ,..,. "' Etude comparative ?
Auteurs : Ir.., E.J. Tuininga; .:~ C\ j Ir. R.c. Rijkeboer
Ing. P. van Sloten Vu Ir. P.D. vt)d.. Koogh
/, /. 3 -2- VII/76/74-F
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Résumé 3 Conclusions 5 Introduction 17 A. Tran~port de personnes 21 1. Généralités 21 2. Transport urbain de personnes 25 3. Transport interurbain de persor~es 37 4. Effets des caractéristiques techniqtt.e.s des véhicules sur la consommation énergétique 44 :B. Transport de marchandises 50 1. Généralités 50 2. Facteurs importants 54 3. Consommation énergétique 59 c. l~ouveau:x: moyens de transport 71 1. Généralités 71 2. Transport urbain 72 3. Transport interurbain 76 D. Comparaison des diverses sources d'énergie 91
Annexe I Commentaires relatifs à l'étude sur modèle 94 Annexe II Composition du parc de camions 103 Annexe III Facteurs de conversion 109 Annexe IV Liste des tableaux llO Annexe V Liste des diag.razmGeS 112 Annexe VI Références 117 1.
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\ ' ', Résur.oé
Ce rapport donne un aperçu de 1' énergie consommée par divers moyens de transport tels qu'ils sont actuellement utilisés pour le transport des personnes et des marchandises. Il aborde également de manière succincte la consommation d 1 énercie de quelques systèmes de transport nouveaux et futurs.
Il panse, finalement, en revue les caractéristiques des divorces
sources d'énergie qui sont ou ~eront utilisées par les moyens de trans port.
Dans le secteur du t2:ansport des_personneo 1 une distinction est faite entre le transport urbain et le transport interurbain~ Dn.ns le domaine du transport urbain: de personnes, on comparera entre eux la. marche, la bicyclette, le cyclomoteur, la voiture, l'autobus et les moyens de dé placement par ra.il. Au regard de ces diveroco options, la bicyclette est
le plus faible consomm~teur d'énergie, l'auto se révélant, elle, le concom- ma.teur le plus important. Nouo examinerons par ailleurs divers paramètres qui influencent la oonnommation d'énergie par voyageurs/kilomètrerii telo· que le taux. d'occupation, les phénomènes de congestion et la vitesoe. Dans le secteur du transport interurbain do personnes, une comparaison sera faite entre l'automobile, l'autobus, _le train et l'avion ; liautobus étant le consommateur d'énergie le plus faible et l'avion le plus important. Plu
sieurs paramètres correàpon J)qns le secteur du ,:tt.anor~ des marc~~ 11 aucune distinction n'est établié d''après le caractère urbain ou interurbain du tranzport. La confrontation concerne en l'occurrence le transport par voie d'eau, par pipeline à longue distance par rail, par route et par'air. Le transport par voie d'eau et par pipe-line consomme peu d'éner gie tandis que le transport aérien est un gros consommateur. En ce qui concerne le transport par route, nous examinerons en outre 1' effet du poids, do la vitesse et du taux de chargement. Actuellement il e~ote trèa peu d'éléments d'inforœQtion sur la consommation en énergie dca nouveaux moyens de transport. Dans les données des différents projets, la composante énergétique ne se retrouve ioi que sous la forme dtune des composantes des -..~ .• ,/ ,frais. d'exploitation, ou en tant que conséquence de la puissance à pr~ir pour le mécanisme de propulsion. • •• j ••• ~ <"';··.: .. 'fr- \1,5 ·~.: :' !'\.,".;' \. . , ·.·, ''·. -4-. VII/76/74-F ; ...... fJ En oe qui concerne les nouveaux moyens de transport urbain~ 'les prévisions rela.t.ives à. la. oons9mmatio~ énergétique .sont relativement optimistes, surtout si on les met en ~egard de. ~a consommation é~rgâ tique des dispositifs urbains actuels. f. •• Cet optimisme se fonde principalement sur le taux d'occupation nettement plus élevé a.insi que sur la. soupleose accrue que l'on atte~ de ces systèmes. Les prévisions relatives à la consommation d'énergie des nouveaux moyens de transport interurbain sont beaucoup moins encourageantes. La quasi totalité des: proje~s est axée sur deo vitesses de déplacement trèe élevéeo et recourt à d~s systèm~s ~~tentateurs et/ou guidés oompletao Or. oeo facteurs exeroent préois.ément une influenoe considérable sur la. 1, .• • •• consommation d'énergie don~ la valeur sera généralement un ~t~p~~· de celle des systèmes interur~ains actu~ls. Un tableau co~paratif fait ~tat de diverses caract~r1stiqués.dea.. sources d'éners;e aotuellea et futures. '·; 1 ,fi' La. valeur calorifique· dés c·arburants· respectifs, àinsi que la. . J'••l :.r: ··densité spécifique et ·le rendement total en fonction du type de moteur . . .~, ' ont été indiqués. Certaines ca.ra.otéristiques,. telles que le taux . '~ d'émission, la sécurité, le ·prix de revient, les frais de stockage et - •') .\ de distribution, ainsi que les investissement~. nécessaires par moteur j' et par système de carburation, ont été compa.rêas our la bono du moteur à. l·,r., essence classique. ,.~ '• . · Nous avons mentionné en outre la disponibilité en matières pre- mières. .·.~/ ... - 5- VII/76/74-F / Oonclusione l. La plupart des données relatives à la. consommation d"·énergie. dans le _sec-teur dea transports proviennent d~f? Etats-Unis. Oe fait. est ~- notamment : . ' / - à la. précocité plus marquée de la "crise énergétique" dans ces régj.ons ; - à l'atmosphère de crise qui s'est développée aux Etats-Unis, princi palement en raison d'une dépendance croissante à l'égard des pétroles d'importation. Par ailleurs, comme la moitié de la consommation d'hydrocarbures des Etats-Unis correspond au secteur des transporta, il n'est pas étonnant que cette branche d'industrie soit fortement intéressée par des économies éventuelles. De son c5té, l'Europe dépend depuis longtemps des pétroles d'importation ~t le secteur des transports ne consomme que le quart de ce pétrole. -- dans 1' ensemble, les moyens de transport américains consomment sensiblement plus d'énergie que leurs homologues européens.·· 2. En Europe, le secteur des tra~sports intervient dans la consommation énergétique totale pour une part qui ·ne dépàsse p·as· 10 à 15 --%, tandia· que l'on atteint largement les 20% aux Etats~Jnis. Le. ·C:onsomrilat,ion des voitures privées représentet dans la: plupart des pey~ industrialisés, 60 à 70 %de· 1"' énergie total~ consommée par le secteur des transports. Aussi bien en Europe qu'aux E-ta.ts-tJnis, plus de la: moittê de la consommation· énergétique ast. urbaine ( d.iagra.mme 1) • 3. Aux ·Eta.ts~is et en E.'ur6pe, le secteUr des transports dépend à raison de 95 %des produit.s pétroliers -en ·tant qu'énergie propulsive. Sur 1 'ensemble du pétrole brut consommé en Europe, ·le secteur des · transports absorbe 28'% -(~at~is 53·%) et les voitures particulières 13 %(Et at s-Uni s 29 %) • 4. Les statistiques antérieures à ln crise pétrolière montrent que l'énergie n'intervient en?ore que pour une faible part dens 1 'ensemble des frais d'exploitc.tion des moyens de transport. ', ( • •',. 1 '> 1 .... 1 ,, ··/. ·,t:•-::1 ' ' - .6 "'"" VII/76/74-F C'est ainsi qtle, dDns le d.om,.ine o.u trcnsport des personnes, ~e~:he .·· part est de 5 à 10 %et, ··.dans le domaine d.u transport des march:::!ndiees• les chiffres oscillent de 6,% (transport urbain) à 15 à 20~ (trqnsports r ,- internationaux). , ' Transport de personhes en général. (pages 21 à 24 inclusivemént). 5• La. part de 1 'automobile danf;l 1• ensemble des oouront s de tra.fio (en voyageurs/kilomètres )eet de 90 %aux Etats-Unis et de 70 %·en Europe (tableau 1). ., En Europe occidentale, 39 fa des courante de trafic sfeffeotùent ·. les agglomérations urbaines ; ce pot.troentage n'est que de 24 dan~ fo "J. aux Et a.t a-Unis. , 6. Bien que.,· -dans les deu."t ré~ons considérées 1 '·automobile. intervienne 1 pour environ 22 %dane 1 'ensemble des courants de tratià urbain~, 1 'EurQpe fait un usage nettement plus intensif de 1 'autobus, du tramwq ·ou du métropolitain. En oe qui ooncer-.ae le t~rafic interurbain, 1 '~uropa recourt bien davantage au train, tandis que la. préf'~renoe des Etats-unis va nett~ment à l'avion (tableau 1). ·1• Au lendemain de la crise pétrolière, les prévisions relatives à 1 • évolution future du transport de .personnes rev6tent t.m oara.otère nettement spéculatif et s' a.ppuysnt généralement sur des extrapolations d:e tendanc-es. (tableau 2). Tant. en Europe' qu'aux Etats-unis-, la· c;roissanoe · annuelle dtioi. 1990 eet estimée à pl~s de.).~ EJ;l Ei.l.rope, · la part de· l'auto se maintient dè mmière assez eonstante à 80 %environ du total des oourants de trafic. La part prise par 1'-avion augmente (de 1 %en 1970 à. 6 %en 1990), .au d~triment du train et de l'autobus (tous deux rétrogradent de 9 à -7 -~). a. Sl.\r ll!ènsemb1e de l t énergie consommée ,dans le secteur des transports, :. · 10 ~ 80 ~concernent le transport d~s personnes et 60 à 70% _les voitures particulières (tant e:p Europe qu'·a.ux Eta.ts...Unis). -7 ~ VII/76/74-F Il semble que la consommation énergétique (v9~~ ~~ i\•aume 2) pa:r ',:,·· ' véhicules/kil()mètres ait ·peu évolué, de 1950 ~ t9fTO, en ce qui concerne __ l'automobile~ l'~utobus, le. tr~J~ ou le m~tropolitain. On a noté, pa.t., contre, des fluctuations importantes en ff~- qui oonoerpe l'avion {consommation énergétique nettement accrue) et ·le train (consommation énerg-étique en baisse). TranSEort urbain de personnes, consonnnation énergétiqy.e (pages 25 à ------36 inclnsivcment). 9· Bien que la plupart des donr.~.ées statiotiques relatives à· la consommation énergétique des moyens de transport destinés aux personnes soi~nt d'origine américaine, il est néanmoins possible de confronter certaines études européen.1"l.es ame résul-tats américains. Il est toutefois regrettable que la plupart des études n'indiquent pas les dorJlées exactes de base qui ont conduit aux résultats avancés (tn~ è.'occupation, vitesse moyenne,. etc.). Après correction, on aboutit à 1' indice suivant .fta.blea.u. 3). en posant 100 comme t&dice de référence pour la consommntion d'énergie de l'autobus. Indice de consom.11ation énergétique cyclomoteur 75,·- voiture {Etats-Unis) 400 '~ voiturc (Europe) 300, autÔbus 100 et 'mêtropolitain/trrumvey 150 par voya,geÙrs ~i1omètres.- 10. L'influence du taux d'occupation sur la consommation énergétique par 'voyage~s kilo.~tres est im~ortante (diag.c~.IDinès 3 à. 6 inclusivement), mais, en ra:L'son d~s différences dans le poids des véhicules et le genre de conduite, cette consomma.tiori énergétique ast sujette à des fluctuationB relativement importantes, même~ lorsque le taUx: c1.' ocèUpation est identique. Des phénomènes de congestion (diagramme 7) r0sultent à.e l'infrastructure urbaine, de. l'offre de transport, du genre de conduite, et leur influence sur la 'consommation d'ériergie est grande. Les E't~ts-tinià tablent Sùr une vite;se moyorine urbaitie sensiblement plus êlavée ~'en Europe (3~/h contre 18,5 km/h). Par c-ontre, pour ûn mÔ'me véhiCU:le, la consommation moyenne d'énergie en ville est ae·40% supé~ieure en Europe• ' ~r • , : 1 ) , -.' ;1 ' ~-' 1 ·, '-i VII/"t6/74~ 1 1 ).1. -o• est principalement en trafic urbain qué le poids· dù véhicUlé influe sur la consomna.tion énèrgétique (dia..!rar.tmaS7, · 8 et 9). A cet égards un doublement du poids du véhicule peut sc· tradu:tre par une consomma 1 • . '· tion énergétique de 90 %supérieure. '·- 12. La consommation énergétique des autobus (diagranmcslO et 11) est principalement fonction du poids brut par pass~er et de la distance entre les arr3ts. 1 1~ Le recours à des voies de circulation dégagées pour autobus a pour ., effet d'élever le. vitesse moyenne , mais n'exerce aucune influence sur la consommation énergétique. Ceci provient du fait qtie l'augmentation de consommation consécutive à une vitesse de circulation supérieure compense la diminution de consommation r~$Ultant de la fréquence moindre '. i des arrêts. !. l 1Tansport de persol'lne s interurbain 1 consommation ,d'énergie (pa,ge s IL à 43 inclusiveme~). 13. Oes résultats reposent également sur quelques étud~·a ·américaines qui on·t été contr6lées et corrigées à la lutlière des rares données ·européennes disponibles. La· dispersiori des résultats est toutefois nettament moins accusée que d~s le cas du transport urbain, du fait du mode de conduite plus fluide. Indice dè consommation énergétique (tableau 5) ; autvbus 100, .. train · 150, automobile-3001 avion 600 par voyageur/kilomètre. 14. ·tes études européènnes-et am~rioaines diffèrent peu quant à leurs résultats, probablement en raison. du fait que divers facteurs déter minants se neutralisent mutuellement (poids' mode de conduite' nombre de places assises). '15• Le taux d'occupation (diagrammes 12 à 16 inolusivemènt) exerce une grande infiuence sur la. consommation érierg6tiqu.e. La dispersion à ·~ l'inté~ieur de chaque catégorie ~e moyen de transport est toutefois inf~rieure à. oe qll9 l'on observe en matière de 'tra.fio ·urbain, par suite d.e l • allure plus régulière du prqfil de vitesse {cf aussi le diagrammo 7)• '.1 \..' , ...t•l; .. VII/76/74-F 16. Lorsque lés voiturès circulent à une vitesse ç~nst~te ou qui varie 1, - •• peu (plus ou moins de 20 %) , une variation d~ .la. vj.tesse moyenne n'exerce qu'une faible influence sur la co~~ommation d'énergie (diagramme 7). Par 0ontre, lorsque la vitesse varie dans de fortes proportions (mo:k: .ie ~onduite irréetüier) ou lorsque 1 'on a à faire avec des voitures beaucoup plus lourdes, l'influence de la vitesse moyenne est plus sensible. Impact des CaJ.'actéristiq:..les techniques des vénicules sur la con~omma tion énergétique (pp. 44 à 42 inclusivement, annexe I) 17. Outre le poids du VGhicule, son taux d'occupation ou de chargement ainsi que le mode de conduite (indiqué gr~e à la vitesse moyenne)'· il existe encore des aspects techniques spécifiques susceptibles d'influencer la consommation énergétique d'un véhicule routier : - 1' influence de la charge est faible dans le cas du transport de. personnes (diagramme 17) - 1' influence de la résistance au roulement (qui est fonction de la. vitesse, du· poids et des pneus) est faible (diagramme 33) ; - 1 'influence de la ~sistance aérodynamique (cru;ént?.ge aérodynamique) ost négligeable en trafic urbain, mais elle peut crottre jusqu 'à 10-% en cas de transport de personnes sur route libre '(diagramme .34). Dans 1 'hypothèse de carrô.nns nettement plùs volumineux, ·un carénage plus aéroqyn~~ique peut se tradu1re par une amélioration·de 30 à-40% de la consomme1tion énergétique sur route libre. ·-l'influence de la résistance d'accélération n'est à prendre. en considéra-tion qu • en cas de trafic ·urbain., lo~sérue ·dés aocélérations multiples entr~~ent une élévation de la vitesse de circulation moyenne. ct,-~ès lors, une consommation ~ergétique ~crue (cf dia- gramme 7) • ·· · · ··· ·· · ·· ·· Ce facteur est principalement à ·cons~idérer dans lé cas des autobus,. dont les arr~ts son·~ nombre·ü.X (cf diagramme IO).• . • 1 i : 1· - 10 ,_ VII/76/74-F - les exigences st!vè~~ en ce qui , concerne les émissions a.ux Etats-Unis ,''1' exe~ent une influence relativeme~t importente sur la consommation ânergôtique en ville (of diagraome 18). En trafic interurbain, oette influence est réduite à 3 tfo. Los ;... exigences européennes en matière d'émissions, not~lemcnt plus tolôrantes, ne sc répercutent nullement sur la conso~ation énergé tique. /· i• .... des accessoires tels que la direction assistée (servo-direction) et surtout le conditionnement d'air peuvent faire croître la consomma ·,, tion· énergêtiqu.e jusqu'~ 20 %, principalement aux basses vitesses (cf diagramme 19). .-~ '\ - en service urbain, la transmissio~ autom&ticrne provoque une su.r conoommation de 10 à 15 %. Hors ville, cette augmentation se ramène /,1 à ·2 - 10 %. • là cylindrée exerce surtout une influence sur la oonsonunation énergé tique en circulation urbaine (diagramme 35). Sur route libre, un .; moteur de 1500. cc consomme 10% de. plu~ qu'un moteur de 1000 co ) en ville, 1' écart entre les deu::c cyltadréos est de 15 à. 20 ,&. 18. D'autres dispositifs de ·propulsion pour véhicUles routiers ,,que le moteur à essence ont une grand0 influence sur la oonsommo.tion énergétique · · (diagramme 20). , Par rapport à urie voiture amêrioaine de 1973, les motecirs diesel ';;. consomment de 35 à 6o %de moins. Par oontre, les moteurs à piston \,- (, rotatif du type Wa:nkel oonsoc.ment ,a %de plus, tandis. que le moteur à , r' •. \ ' { cha.rw-;" stratifiée consomme en moyenne autant que le moteur à essence. ~~ ' l La consommation énergétique des s.ystèmcs futurs de propulsion, te~s les mot.curs à combust·ion exte~e {Sti~ling, Rankine, Breyton) est· de ,· \ 10 à 20% inférieure à·celle du moteur à essence comparable. Le trcnsport des··marchandises, en général (pp. 50 à 58 inclusivement) 19. En tonnes kilomé.triques parcourues, le transport total de m~(;)handises . ~ . . est, aux ~ats~is. 3 ~·5 fois sup.érieur à celui de 1 'Europe (ta.bleau 6). - 11- VII/76/74-F Les prévisions sur ,la bàse des extrapolations ~e ten~cos i:ndiquen; d'ici 1990 une croissance qui suit approxima.tl,vemont 1' évolution du produit national brut. 20. La part prise en Europe par le transport routier (t~bleau 6) est, en 1970, de 48 %(Etats-Unis 21 %) , celle du train de 32 %(Etats-Unis 39 %) , celle du trDnsport ·par voie d'ea.u de 13 %(Etats-unis 16 %) et celle de l'acheminement par oléoduc ou Gazoduc de 7% (Etats-tJnis 23 %). Il existe toutefois en Evxope dos écarts sensibles par rapport à cette répartition moyenne (tableau 7). Los prévisions indiquent .que la part assumée par le transport routier continue à crottre dans tous les peys. 21. Dans le secteur du trnnsport de marchandises, les principaux facteurs déterminants sont les suivants : le·- -typo du marchandises à transporter, la distance à parcourir ainsi que la capncitô do charge. disponible. Chacun do ces facteurs a une influence nette sur l'économie d'entre prise, tandis que la consommation énergétique dépend prihcipalement do le vitesse de circulation ct du tatuc de chargement. 22. L'influence des diverses catégories de biens à trar~orter sur la consommation énergétique dépend e ssent iclletilont do la combinaison poids/volume par unité transport·ée. C'est ainsi que le m@me-moyon de transport sera chargé bien plus lourdement dans le cas de transport de marchandises en vrac de haute densité que dans celui de marchandises à la ·pièce. 23. Le transpor~ de marchandises en vrac peut s'effectuer moyennant une faible consommation énergétique si la capacité do cha;rge disponible et la distance de transport sont imp0rtantcs. C'est, la raison,·pour laquelle de not.1breuses IIk"'XChandises en vrac sont transportées p.~ pipe~lino~~ longue distance, voie d'eau. ou ~ail, tandis qu'une pert crois sente du trn.fic est assu.t1ée par des véhicules routiers de plus en plus lourdn. ·, ,1 . .• :' ; ~,~ '' 1 .' 1 '!"'," ·1·,. 1. '- 12- . VII/76/74-F. 24. ·La distanoa de transport constitue un facteur d'appréciation on raison ~ ... 1- de la situation concurrentielle des moyens de transport respect·ifs ; 1 • .(' . la. part assumée par le transport routier at.tcrmente dans ln. mesure où la distance à franchir diminue. Les distances ~portantes de tran~ort influent favorable1Ilent sur la consommation ~ergétiquo, car elles permettent de maintenir longtemps une vitesse optimale. Transport de m~chandises, consommation énergétique (pp, 59 à 70 inclusivement, annexe II). 25. La. COllsorma.tion énorgétiqtte du transport des marchandises représente ·,, ,. ~ à 20 30 %de la consommation énergétique totale du secteur des ·, transports (diagramme 1). ·' Les modifications historiques qui ont eu lieu de 1950 à _1970 sur le '.- \ ,, ., 1 ~ ) plan de la consommation énergéti~te (diagr~o 21) ne sont importantes -::1 ·:. qu.e dans le secteur de 1' aviation (forte augmentation) et du chemin de fer (forte diminution). \ 26. Le transport urbain de marchandises s'effectue presque exclusivement -, ,.,\' à 1.' aide d.a camionnettes de livraison qui, sur lo plan de ·la. consomma ~ t. tion d'âncrgio, sont comparables aux voiturGs particulières d'assez grosso ·cylindrée. En dessous de 20 km/h (vitesse cour~:lto en tra.fi'c urbain), l'influence de la vitesse de circulation moyenne sur la consommation énergétique est considérable (diagramme 23). Le montage de moteurs diesel dans ces camionnettes de livraison peut se traduire ,. ' par un gain ênergét ique de 10 à. 20 fe. '· -'-; 27. Nous disposons de peu de doru1éés ·statistiques concernant la. consommation énergétique dans la domaine du transport interurbain do marohandise..s par ailleurs, nous maxtquons de chiffras précis en ce qui concerne le taux de chargementt la vitesse moyenne et autres données analogues (tableau 10). ./' .. 13 :.... ·vii/76/74-F · Les études disponibles· permettent do déduire l'indice de oonsommatiqp . •énergétique suivant fpar tonne de fret/kilomœt~e) : eau 15, pipe-line 60, chemin do for lOO,. route (interurbaine) 300? avion 4000. 28. Les rares études européennes existantes confirme:q.t l'indice ci-dessus, bien que les donn0es relatives au trafic ferrovio.ire soient très le.rge ment conditionnées per lo nombre de véhicules utilisés. Pour un coefficient de rcmplissnge détermint, une concentration quintuple de voitures peut se traduire, par exemplet par une consom . mat ion cl' énergie n.pproxmativer!ent quo.trc fois plus favorable.- Les données européennes relatives au transport de marchandises· par pipe-line à longue distance et par bateau sont généralement des estimations. 29. Dans le domaine du transport de fret interurbain, la vérità.ble concurrence se joue surtout entre le transport ferroviaire et les camions lourds (d'une capacité de charge utile supérieure à 10 tonnes). Au delà de 12 tonnes, l'influence du poids total sur la consommation énergétique est négligeable (diagramme 22). 30. Dans une large fourchette de vitesses, l'influence de la vitesse de circulation I!loyonne sur la oon'sor.miation énergétique· des camions lourds est faible, de m~me· que dans le cas des gros autobus (cf diagrammes 10 ct 25). 31~ La-consommation d'énergie par tonne kilométrique est fortement influen cée par la capacité de charge disponible pour 1.m poids total ou bru.t déterminé. Lorsqtte le poids brut diminue (diagramme 26), la consommation ·énergétique DUg'IIlente sensiblement, surtout dans le cas dès camions de plus faible tonnage! (de moins de 10 à 15 tonnes dè poids brut). On note ie m6ma profil de surconsommation fortement croissante lorsque le taux de chaxgemer1t descend en-Ë!essous de 40 à 50 %{diagramme 27). ,.,,.. _.... '1 ~~ ' '1 1 ' ~•• ' '-. 1. ~ l-'' .' .-.• " !,''• '· 1 ~.~ .; ~· ~ lj !' ' '~ .... 1,: - l:4 - . VII/76/74-F ,. *. 32. Du point de vue de la oonscmmation énergétique, la -tendance· actuelle '::;·} ' ~ '+ à 1 'utilisation de camioms sans èesse plus volumi.neu.,~ semble favorable, car ceux-ci peuvent transporter dea charges plus ioportantes, 00 qui a pour effet de réduire la relation poids total/charge utile (diagramme 28). / - • 1 ~~ 33• Dans le cas des camions, la tendance actuelle â.recourir à des ,) puissances installées sans cesee accrues a un effet néfaste sur la consommation énergétique notamment par suite de l'augmentation de la t' ' : vitesse moyenne. Une consommation d'énergie moindre. (de 20 à. 30 tfc,.) peut être la con~équenoa d'une carrosserie plus légère (augmentation de la charge utile) et d'un carénage plus aérodynamique (moindre résistance à 1 'aM"). · 34. La limitation du poids total (généralement jusqu'à 40 tonnes) en vigueur d~s plusieurs pays e·st nuisib~c du point de vile de la consommation énergétique,. étant dormé que des ·unitôs plus importantes ' ~( (cf train, ·conclusions 28) ont une consommation énergétiqUe plus· favorable et que les camions lourds sont capables, en principe, de transporter un tonriage supérieur. . , · ' ~t'. ' '1/ c. Nouveaux moY7ns de tranBRorto Généralités (pp. 71 à 74 inclusivement) ,,·... 35· On accorde actuellement beaucoup d 1 attcntion au développement des nouvcàux moyens de transport, qu'il s'agisse du transport .urbain que du transport interurbain (personnes). En raison des problèmes de· congestion liée aux moyens actuels de transport, o 'est surtout pour ·réduire la. durée des déplacements que l._on s'intéres-se à ces sy.stèmes. t·.' 1 1 36. Dans le développement des nouveaux moyens de transport, ce sont les aspects technico•êconomiques qui priment. Les aspects plan6logiques et d •environnement bénéficient par ailleurs d!-une a.ttentiori accrue. Jusqu'à présent, l'aspect énergétique n'a guère été étudié, saut en tant que facteur 'de co1lt. 1 1 .' r ,, , -., "'~ - 15 VII/76/74-F 37• En ce qui concerne le transport· urbain, on songe p~incipalement à .. des systèmes non guidés (pe.. r · e~cemple des automob:ï.les urbaines électri ques) et à des systèmes guidés de petite capacité (Personal Rapid Transport, PRT) • En ce qui concerne les systèm~s ~terurbains, on développe de préférence des systèmes guidés, sous· la forme de trains rapides (vitèsses pouvant atteindre 300 km/h) et des systèmes ultra rapides à coussin d'air ou à coussin magnétique (vitesses pouvant ': · atteindre 500 k.11/'h). La quasi--tot alité de ces systèmes én sont encore au stade expérimental. Nouveaux ~tstèmes de tr?Usport, aspects énergétiques (ppe 74 à 90 inclusivement). 38. La consommation énergétique des nouveaux s.ystèmes de transport urbains, tels que le PRT, le ·minitram et le minimétro, est comparable à celle des ~Jstèmcs actuels, pour un taux d'occupation identique (diagramme 29) • 39 ... Le développement des nouveaux systèmes de transport interurbains -viso essentiel~ement à, augmenter dans des proportions consi'dérablos les vitesses de déplacement (de 250 à 500 km/h), ce qui rend · indispensable le recours à de très grandes puissances de propulsion destinées à vaincre la résist8nce· de l'air. Cet aspect est très défavora."'.Jlc du poi...'"lt· ae vue énergétique (tableaux 11 et. 12}. 4P• Les nombreux systèmes de traction en cours de développement ont un rendement énergétique théorique qui se rapproche de celui des trains actuels ou qui lè dqpa.s~ent m6me lé~remen~ (tabl~~u. 13). Le recours à de volumineux moteurs diesel pour la propulsion a tout particulièrement 1.ll1 ·effet favorable à cet égard, contrai:rement' à. l'utilisation des turbines à gaz ou à de nouveaux moteurs électriques (t-ableau 12). 41. les 'dispositifs aéronautiqUes en cours de développement (STOL, VTOL, SST) se révèlent théoriquèment encore plus défavorâbles.:·que. les grands avions actuels (tableau 12 et diagramme 32) du point de vue énergétique. r ' ~ '•' ~ 1 • ~ • • ~'. '' : '. / •.,:_ ,,. ~ ,...f ~ .; ' .,, ·~·~'"'"'; ~ ._ ··;:./ ~ 1 f ,l,·i, 1 l' '1' ' r ''· .. 1 '', '<· ',1 ./,' '. ·- 1 .. ··i, - 16- VII/76/74-F 42. Les systèmes bi~de, tels que l t autoroute automatique et 1' auta:ttrain présentent, en théorie, des aspec~s très favorables du point de vue énergétique (tableau 12). 43. Actuel lament, on accorde fa plus grande attention au développement <,1 de coussins d'air et éte ~oussii'l.s magnétiques dest.in1s P. des vitesses ~ ' ... ' pouvant atteindre .500 kr.i/h. Il en existe de plusieurs sortes qui ppuvent se différencier selon les systèmes de sustentation (coussins d'air, dispositif électromagnétique, électrodynamique) et la technique de propulsion (turbopropulseurs, différentes catégories de ooteurs 1 1 électriques). Les rendements énergétiques théoriques de tous ces ; ; ' systèmes se situent dans l'ordre de grandeur propr.e aux a.vions actuels {tableau 12). 44• On pèut ô.éduire des très rares données énersétiqu.es dont on dispose au sujet das,·ooussins magnétiques et des syst~mes à coussin d'air qu'il faudra installer des puissances considérables si l'on désire atteindre les hautes vitesses envisagées. Il semble bion que, par tonne de poids brut, les puissances installées seront de 5 à 10 fois . supérieures à celles des trains rFlopides qui demeurent enoore compéti• tifs actuellement (tableau 14). ;\ 45• Seuls les a,ystèmes à coussin électromagnétique semblent présenter une con~omma.tion énergétique relativement moindl'e, en raison, notamment, des forces sustentatrices moins élevées requises at~ 1 J, grandes vitesses. 1 D. Comparaison des sourees énergétiques (pp. 91 à 93 inclusivement) 46. Outre les combustibles exis-t~ts _(essence, diesel-oil et LPG), on étudie, p~ souci de 1 'environnement,. les perspectives offertes par le. gaz naturel (dans les autobus urba.i~a} et par le méthanol (à .. mélanger à l'essence). A long terme, ca sont les so~rc~s d'ânergie non tributaires des combustibles fossiltes~ et qui présentent dès lors .d'éventuels avantages du point de vuo du ~ilieu qui offriront . . ~e plus d'intér3t. C'est le cas particulièrement dè l'~drogène et de l'êleotrioité~ - 17- VII/76/74-F Introductj,;.2.E; Le présent rapport a été établi à-la demande de la Direction générale des Transports de la Commission des Communautés européennes, à B~lles. Son objectif est do donner un aperçu de la consommation énergêtique des moyens actuels de transport et de les 'regroupèr de telle ma.ru.ère qu 1 ils puisoent faire l'objet d'une comparaicon réciproque. Par ailleurst noua présentons un aperçu du rendement énergétique (qui est la réoiproq'Ue d.e la consommation énergétique) des moyens de trans port aCtuellement en cours de développement et nous· comparons entre elles les sources d'énergie les plus importantes. ,.. Récemment enc9re, la conso~atiop. éner~étique d 1un systèm~ __ de, transport ne conotituait guère davantage qu'un facteur relativement mineur dane le prix de revient d'une exploitation. ' ,, A présent que les produits pétroliers renchérissent, on commence toutefo~s à s'intéresser très viv~~ent à la co~posante énergét~que des moyen~. do. transpo~, étant donné .que 1~ seoteur des t~~p~rts dépend, à concurrence de 95 %, dea produite pétroli~rs e~ ~~t que.?ompustibl~~· .-·~:'?~ l'instant, la part de l~énergie dans .l.'.e~emble des coUts d'ex.ploi tatiot:~: du transport de voyageurs ne semble pa.(3 encore ciépa.sser les .5. à, lO t{o...... ' . ,, . - •( . . . - A oet é.ga.rd, un parallèle avec le .budget industri~~ moyep.. sem~l~ donc. s'imposer, étant donné que, dans cc secteur é~alement, la cont~ibution ~e 1' énergie ne semble pas excéder de beaucoup les 4 à 5%· Par contre, dano lei secteur d'ù'· t~a.risport d&~·marohandises, le' cottt' de·· r• énergie est sensi blement· supérieur : il oscille· entre 6~ %pour le: transport ·lc:>ea.l. et 20 % · 'd.a.nE( le domaine· du trnnsport interhatio;na'l. (Réf.: 28). ·C.e rapport a ét~ établi sur ;ta. base de ~onné~s bibliographiques, complétées par des relevés et des calculs effectués par TNO. Toutefois, étant· donné que les Eta.ts...:U~is ont conunencé à s.' intéresser av~t; l'Europe i. au pr.oblème énergétique, la. plupa.;rt êJ.es données relatives à .1~ .question , .· '.. · ont été empru~têes à la littératur~ américaine • .. ~.. , ,· ... ; ... ·., 1 ''\ 1 ' '. ~:. 1 ... - 18- VII/76/74-F ,!·· 1 ! ' .~ '; ,,'. 1 ;--.J. 1 1 ,'~ 1 r' Ctest pourquQit chaque fois que cela. sera. possible, noua .examinerons ,, · ·dalla quelle mesure ces chiffres s'appliquent ·à l'Europe. Cette confronta.- ... ~ ' tion est d'autant plus importante que, à maints écra,rds' des écarts sensibles ·peuvent se ma.niteater entre l•Eu.rope et les Eta.ts...Unis et que 1 1 on raisonne très souvent sur la base do références amériCaines. '1. Parmi les différences les plus frappantes qui se manifestent BUX Et&ts..:Unis et ·en Europe dans le domaine de la. consommation énergétique du secteur des tra.ns~rts, il en existe deux qui concernent la. pa.rt prise par ce secteur dans l'ensemble de la consommation pétrolière. Il a.pparatt en premier lieu qu • aux Etats-unis 53 %du pétrole brut est utilisé dans le secteur des transports, tandis que cette part n~ repréoente en ~oyenne que 28% dans les paJa de ia c.E.E. (Réf.: 3). On constate, en deuxième lieu, qu.e ln. soule .oonsomma.tion du pa.ro automobile américain absorb·e 29 %du !- c,, pétrole brut total,·tandis que cette~ n'est que de 13.% e~ ~op~ occidentale. C~·chiffres expliqu~nt .~ealement pourquoi la. oonso~tioncd•énergie du sect(:)ur deo. tra.nsports .on_ général, et de la voiture en particUlier, a reçu aux Etats~nio une priorité, nettement plus marquée qu'enE~pe oooi• • ; •' - ' ' •• 1 t - .. ...· dèntale• En dépit de. eette,consomma.tion énergétique senoiblement_s~pér~eure . ' , dé· 1' ensemble du secteur des transports, la. rë.P,artiti.o~ de o~tte coxwommà.- tion ent~~ les diff~renteo ca.téeyri~Q. de_, moyens de transport n.~ semble pas accuser d*é~a très marquée. : L~ di.a.gramm~ t ci-j~int illuat~è la 'répartition ·~espeotive: par oeO teurs_ a.~- Et,a.ts..:.Unis vers 1966, mais·,· atii"f~ut- e11.' éroire' les ·rapports de l'OCDE, les résultats européenS n'en sont pas très éloignés. La contribUtion de 1 1a.utornobile dans i~ oonso'nma.tion énereétique de 1 1 ensemble du secteur américain des tra.nspo~e ét_a.it_, en 1969,. de _70, 7 %(soit un score légèrement .Wérieur à oelui de ..1966) f les chiffres ~uropée~ correspondants pour 1970 sont les suivants : 70,6 tfo en France, 69,l %en Républiqge tM.d1:fùlemagne, ' ' 65 1 3 ~en Italie et 63 14% a.u Royaum~ni. Le ta~leau oi-joint,reflète donc dans une certaine mesure la situ.a:tion telle qu'elle se présente. en ·. '•' . ' .. Europe occidentale, bien que la ventilation détaillée accuse quelques divergences (nous Y' reviendrons dans les cha.pi tres ùl térieurs) • ... ; ... -19- VII/76/74;.._F ·" Le propos du présent rapport n'est toutefois pas de fournir des \. données en ce qui concerne la consommation énergétique du secteur des trans ports en général, nais de permettre l'établissement de comparaisons relati ves à la consommation éner.:;étique de différents systèmes de transport. Nous avons rassemblé à cet effet des données concernant ce qu'il est convenu d'appeler la consommation énergétique (c'est-à-dire l'unité d'énergie par voyageur/kilomètre ou par tonne/km) ou, inversément, concernant le rende :~ ment énergéti~e (voyageur/kilomètre ou tonne/kilomètre par unité d'énergie). lJous nous commes référé3 dans toute la mesure du possible, dans oe rapport, à la kilocalorie en tant qu'unité énergétique, puisqu'il s 1agit là. de l'unité la plus couramment utilis6e en Europe. La plupart des études américaines font usage de l'unité énergétique BTU (British Thermal Unit), tandis que certaines études europée1~1es se réfè rent aussi au Joule et au Kilowatt/heure .. · Un tableau de conversion figure à l'annexe III. Ce rapport ne fait pas mention·de l'économie d'énergie qu1 il ost pos sible de réaliser par le biais d'une action directe ou indirecte sur le tra fic. On pourra se faire une idée des possibilités qui existent à ce sujet è~ le chapitre 6 du rapport '~conomie d'Energie" (Energiebesparing) qui sera publié sous pou par la ''Fondation néerlandaise pour 1' étude des aspects futurs de la technique" (Nederland.se Stichting Toekomstbeeld der Techniek), La. Haye, 1974. ... ; ... ·TRANSPORT RotJI'.IER TF.Al~PORT DE 15.6 °/o MARCHAIIDISES ______RAIL 4,2% ·~·~ :·~=~=~.:·:% . ~ : ::::::::;:::::::;:::;:::::::_ RAIL 0, 8 % . L~------· Am 2,4% Th11J'ERURBADT CONSürJIMll.TION D'ENERGIE POUR LA T REFERENCE 4 -21- VII/76/74-F .. • , .. 1"t"' 1 • Genera.. ~~ Le tableau 1 donne un aperçu du nombre tvtal de voyageurs/ kilomètres correspondant à chacun dea divers moyens de transport. La part des automobiles est pratiquement de 90 %aux :btats Unis (1968), tandis qu'elle avoisinait les 70% en Europe occidentale au cours de la mtme année. Ce tableau illustre également quelques différences significatives ~htrc oos do.U:;: l~ée;-ions.On constate tout d'abord qu 1 en Europe occidEmtale une part relati-vement importante des courants de trafic s • effèctue dans les villes (38,5% contre 2~% aux Etats~Jnis). Par ailleurs, la bicy- clette occupe une place plus importante en Europe dans le trafic urbain. Dans le cas du trafic interurbaint l'Europe utilise davan- tage le train et l'autobus ou l'autocar que les Etats-unie. Dans la période actuelle de changement des mentalités, leo prévisions rela tives au développement futur du transport de personnes ont un carac tère nettement spéculatif. Les prévisions du tableau 2 sont basées 1 our des extrapolations de tenclance 7 d où il résulte que, de 1970 à 1990, le taux de croiosance est co1~i~éré comme identique pour les deux régions de référence, à savoir 3,2 %par an po~, l'Europe occidentale et 3,1 %par an pour les Etats-uniso On s'attend toute fois à un accroissement supérieur de la fréquence des déplacements en Europe occidentale 2r3 %par an contre 1 1 7 %aux Etats~nia. Dans ce dernier pays, on s•attecd à une diminution·de la partioip~tion automobile, principalement au profit de l'avion. En Europe, par contre, la part de l'automobile demeurera relativement stable tandis que la croissance du développement des transports aériens s'effec tuera. en majeure partie .-du détriment de l'autocar et du train.· Un tableau rétrospectif américain fa.i t éta·t des modifications relativement importantes qui sont intervenues au cours de la période 1950-1970 en ce qui concerne la. consonm1ation énergé tique des divers moyens de transport (diagramme 2) o Ce dia-· gramme montre, par ailleurs, que oette consommation énergétique s'est actuellement stabilisée dans une cer·taine mesure, encore que des mesures en matière de sécurité et d'hygiène de l'en vironnement pourraient bien se traduire par de nouveaux: boule versements dans oe dofl~ine. Consommation d'énergie kcal/vkm 0------~ 1950 1960 1970 DIAGRAMME 2 VARIATIONS DANS LE TEMPS DE LA CONSOMMATION D'ENERGIE PROPRE AUX DIVERS MOYENS DE TRAN'SPORT DE PERSONNES REttERENCE 5 ' ' . 1 Etats-Unie Europe occident. 1968 109 vojrageur/lon en %du total 109 voya- en %du geUI'/k!n 1 total 1950 1968 1950 1968 Tra.ns~rt urbain ldarohe (1) 6 8 0,5 0,5 10 0,5 Automobile 195 560 18 '5 22,5 400 21 '5 Autobus/tram 1 16 9 1 t 5 0,5 180 9,5 Métro/rail 9 3 1 , 0 - 45 2,5 Bicyclette/cyclomoteur 25 - 11 ....hQ. ~ ..!?_ ...!!...t2_ Total 251 591 23,5 24~0 720 l 38,5 1 1 1 1 1 Trans:E,2rt interurbain 1 Automobile (2-) 705 1660 66,0 67,0 900 48,0 Avion 16 158 1 ,5 6~5 25 , '5 Rail 52 2û S,G l 1 '0 150 .8 '0 1 Autobus (2) 42 k2 4,0 l '5 65 3,5 Voies navigables 2 6 1 - 1 - 10 - 1 -- -- j -- -- ~ l Total 81 j' ! 1884 ïE, 5 ! 76~0 1 1150 61 '5 ! l 1 l l 1 \ 1 1 TarAI. 1 1068 2475 1 100 '0 100,0 1870 1 100,0 i 1 /dont -- -- j ------1Au1;omobile 990 1 2220 92,5 89~5 1300 1 69,5 6 Population {10 ) 1 152 1 199 1 327 3 l1o km par habitant -] '0 12,4 1 5,7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Tableau ~ - ~ranspor1 de voyageurs; contribution par moyen de transport aux Et&ts-Unis et en Europe Références : 1 (1) ~iguement,les.d~plaoements qui peuvent également être effectués par veh1cule meoan1se (2) y omppri,.-si aux Etats-Unie.1. la contributicn des déplacements interurbains a 1'1nter eur des aggTomerat1ons uroa1nes , r-·--· ! l i : Croissance annuelle O! ----·---·-- ~ 1 '-·-'! ~. 1 1 i t 1 1960 '97G ·i 95C -~:·c 197'::-9·~ !V 1 ' 1! 1 ------i 1. ~! ------r- 1 ! ?i , c_ , 1 1 ,-,! ! -'1 1 .... 1 l : ...-f LJ 4,2 1 3,2 7.7 J __ 3_:_1 __ 1 1 2,6 i , 7 6,8 2,3 Tnblee.t' 2 - Prévisions relativeo au trtk"lZport dee personnes aux Etats-Unie et en Europe Référence : 1 1 !\) ~ 1 Il'~ t • fi : ~·:- 25 VII/76/74-F La plupart des étude~ relatives à la consommation énergétique en ma tière.ù.e trans~ort de voyageurs sont d'origine américaine ; si. certaines d'entre el,les font une distinction e~tre le transport urbain et le. trans port interurbain de voyacreu.rst d'autres sont muette~ à ce sujet. Le tableau 3 regroupe les chiffres de consorrtlation relatifs aux divers moyens de transport. Dans la mesure où. ces données étaient en notre possession, nous avons également indiqué l'éventail des différentes vitesses moyennes et le taux d'utilisation. Les chiffres de consommation entre parenthèses n'entrent pas en lit'Ple de compte pour le calcul de la. mQYonue, les indications relatives à ces données étant trop imprécises. Un certain nombre d'entra elles sont,d'ailleur~ corrigées, étant qpn~é que de nombreuses études américaines appliquent des valeur~ calorifiques exces sives aux carburants. La comparabilité de ces chiffres est ainsi améliorée. Nous avons ·égalementt à titre. de comparaison, mentionné les chiffres relatifs à la marcbe et à la pratique de la bicyclette. Le tableau montre qu'il existe une. dispersion considérable.: en ce qui concerne la. consommation d'énergie par moy~n de transport .; néanmoins, une comparaison entre les divers moyens de transport demeure possible • . ·:·Le tableau mentionne une consommation énergétique de .. 890·'kilooalories par voyageur/!dlomèt:re(lœa.l/vlcrÏl}. an ce qui. oôncerne·.l'usa.ge:.de là' voiture ; ce chiffre est inférieur pour l'Europe, .pù.isqu' il se ·sitùe·, à environ. 640 kcal/vkm. L'impact deo différents modes de conduite (vitesse moyenne inféri etire·. en Europe, vitesse moyenne supérieure aux Etats~his) ainsi que '1 1 itiflttence du poids du véhicule (poids -~byen inférieri 'en Elirop~~ .poids moyon supérie~ àfix Etats~riis) sur la. consommation énërgétique s'annulent mutuelle~ent dana une certaine mesure. La consommation énergétique moyenne des autobus est: d'environ.. 230 koal/vkrh. Ce chiffre peut ttre sensïblement moindre pour i 'Europe, ie ~ombr~ de places 'poÙvant biên ~tteinàre .; en .effet If la'· centaine. ·-·1··· ,'\ ..• 1\. ,. '!"' Iii, ' ·/ .··-·,26·- Vli/76/7t.--F . ' ~ ..... - .. Dans le domaine des véhicules à p~pulsion électrique, la comparai- • J l ' son devient, en règle général.e, moins ·crédible. Dans oerta.ina ca.S, il ' n'est pa.s tenu compte du rendement de la. centrale:· électrique, ni des per- tes survenant lors de la. transmission et de la distribution de l'énergie l . électrique. Dans d·' autres oa.s, les rendements a.dmis ne sont pas mentionnés. .!' , . .t• ,f 1 , En règle géné~le,. le rendement variera légèrement, compte·tenu du type 'de centrale et. de la distance de t~ansmission de l'énergie. Les valeurs r ' .t de oe rendement global oscillent toutefois entre 16 et 28 %. Lorsqu'on recourt au stockage de l'énergie ~lectrique, dans les batteriea_d 1 a~cumu lateurs par exemple, le rendement global fléchit d'environ 10 à 16 %. ' '• Si nous fixons à 100 1 ,·indice de la. consommation énergétique d •un autobus par voyageur/kilomètre, nous pouvons aboutir à la comparaison approchée suivante : cyclomoteur 75 f '• a.uton\Obile Etats-unis 400 automobile E~pe 300:· autobus ··: 100} ·.. (. métro/tram 150- .· ·< ., lj'' A cet égard, ce sont évidemment les taux d'utilisation mentionnés dans le tà.bleau qui sont· a;pplioa.bles. Cette indexa.tion ...peut raisonria.ble ment ·s'applique-r ta.nt aux Etats-Unis qu'à l'Europe:, ·mtme si- lès ·Valeurs absolues sont légèrement décalées. . ·, '1> . A~ ta.b~e~~ 4 ticru:r~ une , ~ompa.rai.son ~ p~u-~ déta-illée entre_,..1es rnoyt?m.l . de .tra.nspo~.. publio.. Ces chiffres de consommation proviennent du Royaume . ~. ' ,.."' Uni et i~s sont légèrement inférieurs aux ohitfres1 américains pour la plupart, figu~a.nt dans le tableau 3. La. consul t~tion des deux tableaux montre toutefoisJque ~a consommation énergétique de la tractio~ diesel est:sensiblement inférieure à celle ~ela tpao~ion électrique, et ce ..: ~ ' . .. . tant en ce qui concerne le transport routier que le transport 1?~. rail • ...; ... -27- VII/76/74-F Le diagramme 3 reproduit ~a relation exista.nte,pour quelques types de moyens de t~~nsport, entre le taux d'utilisation et 1~ conso~tion . . ' énergétique par.voy~geur/Itm. Nous n'avons pas tenu ~ompte de l'influence de la charge. sur la consommation de carburant t du fait que cette dernière est négligeable, compte tenu de la très grande dispersion par type de véhicule. C~tte dispersion par type de véhicule est représentée graphi quement dans lee diagrammes 4 1 .5 et 6, également en relation avec le taux d'utilisation. La consommation énergétique correspondant à un taux ~'utilisation de lOO %peut, pour les divers moyens de transport, .s'élever jusqu'au triple de la consommation minimale indiqu~e par voyageur/kilomètre, cette différence résultant principalement de varia tions dana le poiqs du véhicule et le mode de conduite. ~ . ' ' . ~ .... , Les d:.i.ff'ércnoes dans le mode de conduite dans le transport urbain sont e-ssentiel- 9 1 em~ déterminées par 1 i!L.~astruèture 1 1 • offr~ de tra.:n$port, les ph~nomènes de congest~on de trafic et, dans une mesure moind;r'e, par le ~emportement . du conducteur lui-m~me. Les phé1~mènes de congestion enregistrés dans le trafic urbain axer~ cent un effet indé~able sur la vitesse moyenne ~es véhicules. Dans ·la mésure où les phénomènes de 'oongèstibn en question ·si interi~.i s:.fient, la· vitesse moyenne de conduite des véhicules diminue-. Le dia- ···' \ e-ramme 7 reproduit cette ·ielatién pour quelques catégoriés de voitures particulières; classées selon leur poidss l'ious avons ado.pté ce qu·t'il est comenu d•·appefer le "cycle européen" en tant que mode de c'ènl:duft·e· moy~7n · en ciroulation urbaine européenne ; sa vitesse moyenne ést de ·18',5,-kin/h, ·! tanèJ.s q\.te la vitesse dt{ ·cycie .::l.triérida.in est d'environ 32 ltm/h.(èVS oyclé).Le diagramme 7 illustre olsiremont l'impor-~anoe dea écarts de·oonsommation- éner gétique correspondant à, ces vitees es, les écarts en question pouvant atteinèl..re environ 40 7~. Ce diagramme met également en évidence l'influence marquée du poids des véhicules sur la consommation énergétique en circu lation urbaine. Un doublement du poids du véhicule se traduit par une a~entation de l'ordre de 90 %en ce qui concerne la consommation éner gétique. ... ; ... '•, •, . i'. /' ', J l'< r '.: • j '·, \ ·~ 1 •1 1 1' ~ ' • ,1 - " ..~ -28- Comme l'indique le diagramme 8, l'influenoe. du. poi~ des voitures sur la. consommation énergétique est moindre en tra.fic interurbain. Le diagramme 9 montre nettem~n.t_les diff~rences de consommation én~rg~tique J . . .. ·qui caractérisent les .modes. européen et américain de conduite urbaine, ~ '• • "1 en relation avec le poids des véhi.cules • La consommation·énergétique des autobus est principalement due à !•annihilation et.la reconstitution d~ l'énergie cinétique lors de chaque arr~t. Les facteurs· princi11aux sont, dès lors, le poids brut par pa.ssa ~r transporté, ainsi que 1' espacement des arrtts. Le poids. brut par · passager :peut 1 en particulier, différer considérablement selon ies ca.s. En comparaison, l'influence de la vitesse moyenne de circulation paratt f'a.ible. Dans le diagx"amme 10, .la consommation a été calculée à diverses vitesses, pour un autobus d'un poids _net d'environ 9 tonnes et d'une ça.pa~i t~ de lOO passagers. On a. oh?is.~. un~ distança de 500 m .en tant ' .. ' . .. . •... . que longueur a épara.nt lee divers aJ.. ~t s. Lorsque l'espacement est s~périeur ~à 500 m, la. consommation diminua, ainsi qu 1 il resso~ d'une comparaison avec l'autobus interurbain, à propos duquel on a, en zone urbaine, adopté une diatance de 1000 ~ entre les ~ts. '/ En-;ràtique, la vitesse moyenne ser~·de 15 à 20 km/h. L'utilisa . · tion de bandes rér:Jervôes a.u.x autobus augmenta cette viteas·e dans se . répe~~ter autre,:n_~p.t sur la oonsormnatio.n d'énergie.- Le c\iagra.mrne 11 re .\. ·produit l 1.. inf).uenoe du taux d •utilisation. C'est surtout lorsque le ta.nx d •utilisation e,st faible que la consommation par voyageur/km augmente fo~~ent, ~n.raison du rapport défavorable poids brut/pass~rs. Comme ,~e poids net de_).•a.utobus n'e~.t que faiblement influencé pa.r la.. capacité, ce dia.gra.mme donne éga.lement une indication sur l t influence de cette capacité, telle qu'elle est ~entionnée également sur la diaeramme 5· ~' ' ; ( ,. "1 ... ; ... (. ',/ ___.:· . ' -29- VII/76/74-F Le paracrraphe 4 traite encore è.. e quelques paramètres techniques du véhicule, dont 1' influence se manifeste sur ln. consommation énergé tiqüe tant en circulation urbaine qu'en circulation interurbaillB. • ! 1 ' ~ ~ • • 0 \..N 1 N 1 ...,J. 0 0 0 .+:;.. _çonsommati Q~ limites des taux consommation d'énergie limites de Moyen de * cons omm. moyenne vit.moyennes d'utilisation transport ~ kcal/vlàn kcal/vkm kcal/vkm km/h % ~1c.rche 62 47 55 47 - 62 55 4 - 6,5 100 Bicyclette ( 14) 28 20 20 .;.. 28 25 8 - 15 100 Cyclctuoteur 170 .( 130) 170 170. 170 ;o - 40 100 Etats-Unis 6ao· 1140 1010 725 680 -1140 890 ;o 20 - 40 ~ Automobile ' Europe 630 645 630 - 645 640 20 30 - 35 Autobus 180 '520) (90) 180 260 305 215- 180 - 305 230 25 - 40 20 - 30 } r~létropoli t. 280 290 Trolleybus ~580 1160 490 155 - 580 325 20 - 30 ~ 20 - ;o l Tre..in 155 ! Référence 20 6 5 14 8 9 10 11 15 d'aprba les références citées le.: vale~s entra parenthèses n'ont pas été prises en considération· pour le calcul de la moyenne * consommation directe de carburant, ou consommation de ca.rbura.nt pour la proà.uc·~ion d'énergie électrique Tableau 3 - Consor.mation d'énergie relative au transport urba.i.n de personnes, ventilée par type de véhicules 1 Données ~olligées à partir d'études diverses \....>.! 0 1 • ..---.1 • 1 1 consommation pour al consommation taux capacité un ta.ux d'uti-lisa- wl ' moyenne d'utilisation 1 1 tien de lOO '7b 1 N• }.~oyen de transport l 1 1 ...... ! ol nombre de kcal/vkm % kea 1/V km cl passagers ol ..t;::.1 l Voiture particulière R.u. 4 560 32,5 185 Autobus à impériale R~Uo 9 tonnes 75 215 21 '5 45 Trolleybus 9 tonnes 75 335 21 '5 70 Tram 40 toJ'I.nea 150 270 21 '5 60 Train diesel 64 totmes 150 170 23,5 40 Train électrique 112 tonnes 250 320 20,0 65 TRRL mini tram 15 175 40,0 70 Light transit 40 tonnes 240 240 21 , 0 50 Ill'E train tube (métro) 840 320 12 '5 40 Tableau 4 - Comparaison de la conso~~tion énergétique de diverc moyens de transport public selon des sources anglaises Référence : 24 - : L u~-;.r;m "\ \ .. . \: Consommation d'énergie Ccnr:ornr..:a.t:i.on è.' énergie kcal/Vkm. r~ kcc1 1 vkrr~ i 1 ! ~ f~ Transport urbain de voyageurs 2200 ir 2200 ! 1 r-Ioyens de tranE;port di vers 1 t 'I T~~opc!"t :2rbain de voyageurs 1 1 i \ \"" o i tt:.rc E parti c....U i ère c 2000 1 l 20001 \ \ \ '\ 1800~ \ moo~ 1 1 \ j \ 1 1600i '~ 1600~l 1 1 1 140D~ t h -:4ooi 1 1\ j \\ '\ 1 1\ '\ -:-;r·o-1 1\ 1<-'-' i 1 \ 1200J 1 \ ! \ 1 1 \ l \ 1 \ l \ 1000-l \ \ '0001 \ \ l \ 1 \ 1 \ \ \ ! ' \ \ \ \ \ \ \ \ \ sooi 8001 \ '\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ' i \ \ \ ' \ ' \. i \ ' ' 6001 \ ' 600 \ ' \' ·.' \ ', ' ' ' .... ' ...... ' ' ' \ ' \. ' ' . ' ' ·,.'' \ ...... \ ' ... ' l ' ' ...... ' ' ... ',,, consommation \ ', '.: ...... ' "' ...... 4::o-! ... ' 400 ' ...... _ ...... 1 : 3 de carburc.nt ' ' .... . -.... ' ' ', ..... ___ ' ' ' .... 1 ...... ' ...... -----1:7 1km ' .... - ...... _ .... -...... iautcmo't~l€ 1 ...... _ ... -~ ~>:;04 200-l -----1:,0 l ------...... ---tram oét;~o ------·, : 15 ! a.utol:us 1 Taux d'utilisation j ~------=::::s- (%) 0 ~------r------~.------~------125 50 75 100 25 50 75 100 -----:~ Ta.ux dVutilisation (%) D AMME 3 RELATION ENTRE LA CQI{SOM!j'!ATION D' E1"'ERGIE: RELATION ENTRE LA CONSO\WIATION D'ENERGIE ET LE TAUX D'UTILISATION Er LE TAUX D'UTILISATION Dispersion possï ie la •oonsomm. •; .' ~ . 1 . 1 ~- ·1 Go!:so~a.tio!: dVénergie } Consommation d'énergie k~c: /vkm kcallvkm ~2::Jül 1 Transport urbein de voyageurs ~1 1 1 :::.oo_l Autobue (diesel) poids à vide : environ 9 tonnes nombre de places : 50-100 1 Transport urbain.de voyageurs Tra."il - métre Compilation de plusieurs sources 600 \ \ . \ -. \ 400 ' \ \ '-, '~ax. 50 places oonsomma.tion de oarbura.nr ' .... ., ' ..., ... varie de 1 : 2 à. r .,.,, 200..{ '~01~0 ..._...._,_ 1 : 3 1/km 1 ...... J1la.oes""' -- _ : . d•utilise.'oion ... -- ._ e...~-:;: ~..:::;:..-=:. ~~-.-eco-- .... ~----..:.-~aux ._.... ~ (éf) --- -~ c-Q...._s--= 1 • Zl4ALiwa..a,...,..,., .~ ~~------·~..,..,....•v•--...... -,, L. ~~-,-~ --~,------~------25 50 75 100 25 50 75 100 Taux d 'utilisntion (~) ; =- 1 : 1 DIAGRAMr:Ds 6 RELA.TIO::~ Elfl:RE LA CONS~ffib.TIO!T D'ENERGIE: Er LE ~ ~--~!~~l":"J·~ 5 RELATION. CONSŒ(li~lATION D'ENERGIE/TAUX D Ul!LISATION; TAUX D'UTILISATIQltT Dispersion possible de la consommation · Dispersion possible de la conso~~ation 1000 2000 f 1500 routr:; lib:re o.utoreu.tc ---~-..~· -~-~ 500 1000 _1500j.g__.. 1200 k.g~ 900 kg______. 500 600 kg_... ------Cyolef européen congestion croissante ~ -~ décroissa.ntEl l' 1 1 ' • kcol 1 km Conscmma.ticr: d' énerg1 e ,. "" , ·" VOITURES Pl\.RTICULmRES , trafic ·ul"'bain •• ~ , , (dispersion incluse) ,. ;> 1500· , "' , --~ ,. "" ., ,. ;' ,... , .., ,.. .,. , , ,.. ., 1000 ~ , ,.. "" ,.. ,.. route lj.1lre , ;" ""' _... -- (dispersion incluse) "" """ ...... / - .-;:.. ------500 ------poids des véhio-ales '-----'---....J!...-----J.---.L---....L-~--L---L--.....:. ...L- .... --- 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 ---~ kg -----DIAGRJUVIrJIE 8 INFLUEl~l~E DU POIDS IŒ~S VEHICULES SUR LA CO~i3G'M.l'IIATIOI\t' D1ENEHùiE ,,.... ·~- .. ~ _...... --·- Oonoommation d'énergie kclai:::oj 2400 2000 400· . ------~------~------. 500 1000 1500 2000 2500 ''9 ---o:::-- Poid.o des DIACh'r.{A'OOME 9 RELATION ENTRE LA CONSOMMATION D'ENERGIE ET LE POIDS DES véhicules V.8HICULE3 EN TRAlt'IC URBAIN ·~ )5- A'(Yl1C!BüS (l)ir,sel) urbain ----·---~ interur'bair~ •• 'jQQ ConsoLU'ikl.tion d ~ ê:nerg-i8 kea 11-v· kt n 200 ~~ï \\ ~ ~ 1 \ AUTOBUS (Diesel) interurbain 150 {fraotion urbaine incluse) r;oids à videll environ 9 tonn.es norfibl~e d.e places : 100 100- Taux d.'û.tilisatio:n ------?;~ 1 0 20 40 60 ao 100 DIAGHJOOVIE 11 RELATION' ENTRE LA CONSŒJlMATION D'ENERGIE m' LE TAUX D' U'l1ILISA;l1I01'I DES ADTflOl3US ••• ~~ _j •• ...... 37- VII/76/74-F Dans le domaine du transport. interurbain de voyageurs, la plupart des études sont d'origine ~~éricaine, à l'instar de ce que l 1 on observe en matière de transt:;ort urbain de voyageurs. Le tableau 5 reproduit les chiffres de consommation énergétique relatifs aux automobiles, aux auto bus, aux trains et aux avions, assortis, pour chaque moyen de transport, d'une moyenne calculée à partir de ces chiffres. Les Yaleurs de consommation mentionnées entre paren~hèses 'ne soTht pa,s prises en ~ons.idéra.tion pour 1 t établissement de la moyenne, car nous disposons de trop peu d'indications relatives à ces chiffres. Nous avons également repris dans ce tableau de nombreuses valeurs américaines, corri gées pour .telri.r c~mp1ïe de la haute valeur calorifique du ca~burant. L'éventail des différentes vitesses moyennes et le taux d'utilisa ..tion ont également été mentionnés. La dispersion des chiffres de consom mation trouvés est nettement moindre. dans le cas du transpqrt·interurbain que dans le cas du transport urbain et les chiffres de consommation sont, ··par ·ailleurs, plus favorables ~'en ce 'qU.i concerne le tr~fic urbain9 :cecï· provient. d'Ùn :mode de conduite plus.·régulier, ··~ce a.ilquel le poids ·au ·véhicule· exerce une influe-nc'e m6indre ·sur la cenéommat'ioil.·· Si noua · · fixons à· lOO l·'indi'ce de conoomma.tion énergétique d'un autobus pa,i- voya.:,; gaur/kilomètre·,. nous obtenons la èomparaison ·au:iva.nte ·érit~·è iles 'l'ndyehs de transport respectifs autobus • lOO '' ' train .. 150 aui:oinobile = 300 avion = ;, 600 Cette comparaison est valable à l'égard des taux d•utilisation .men ~ion~és ~ns· le tableau •. Les consommations énergétiqu~~ absolues par. moyen de.traneport aux Etats-unis et en Europe peuvent varier, mais l'in dexation· demeure, quant à elle, plus ou moins inçhangée. ... ; ... • ~~: 1 ~ i• -·· '~ ' Il 1 • o 1\' ~; !1 ~ ' _, ''. 1: VII/76/74-F ·- 1 :· Si nous n'avons fait aucune différence entre la. consommation énergé ~-'. tique des voitures par voyageur/kilomètre a.ux Etats.;.Unis et- en-Europè, c'est_ pa.roe que divers facteurs déterminants __ se neutralisent mu:tuellement dans une certaine mesure; citons à.cecpropoa la différence de poids des véhiqules, les variantes dans le mode de conduite et la vitesse, ainsi que le nombre différent de places assises. La relation entre le'taux d'utilisation et la. consoma~ion énergétique pour les divers moyens de transport est reproduite sur le d,i.a.gramme 12, 1 étant entendu que nous avons négligé l'influence des différences de char ,')' gement résultant de la. modification du taux d'utilisation. L'impact de ce facteur n1 êst que de .quelques pour cent. La disper sion de·la. consommation énergétique par tyPe de véhicule en relation aveo •. , le taux d'utilisation est illustrée par les diagrammes 13, 14 et· 15, et, pour l'avion, par le diagramme 16. L'étude de 0es. d.iagra.mm~EJ montre égale- . , , ment de manière . irréfutable que la consommation d' éner~e accuse·. une , di~per- sion moindre que. dans le oa.s du tra.fio urbain. Le diagranme 7 reproduit, pour quelques voitues européennes (de poids à 'vide moins élev~). 'la consommation énergétique en fonction de la vitesse sur route .libre. Les vàleurs fournies par le diagramme 7 et_qui 9oncernent la vitesse constante s'appliquent 'encor~ à'une'vitesse vSriable lorsque ces ' . - . - ' ' :· ~ . ' variations d'allure oscillent en moyenne autour des+ 2o-%. ' - . En ce qui concerne la consormnation énergétique ·des a.utobi1s, ce qui a été dit dana le chapitre oonsa.oré au trafic urbain demeure valable dans les grandes lignes. L'influenoe de la vitess~ est reproduite dans le '1 diagramme 10. Cette influenoe semble ttre pratiquement nulle en oe qui concerne le domaine de vitesse pris en considération. Dans dea régions à densité de population raisonnable, l'espacement des arrtts sera, en moyenne de 2 lan e~iron. Dans ce cas, la vitesse moyenne oscille entre 35 et 40 km/h. ·Le· diagramme 11 ~eproduit l'influence du taux d.•utilisation. A cet effet, noùs avons supposé que deux a.rr~ts, distants l'un p~r rapport à l'autre de 1000 m, avaient été prévus par noyaux ~'habitation et que la distance moyenne sépa.ra.nt lee noyaux d'habitation était de 4 krq • .... ; .... -39- VII/76/74-F L'influence du taux d'utilisation semble ~tre identique à ce que l'on observe dans le cas des autobus urbains. Il en est de mtme de la capacité de transport des autobus ; voir également à ce sujet le diagramme 14. Si l'on évitait les quax1iers d 1 habitation n~mes, la consommation énergétique n'en fléchirait pas de plus de quelques pour cent, en raison de la faible dépendance de la consommation énergétique par rapport à la vitesse. 1~is la ·vitssse moyenne en serait accrue. ~ .. ; ... •• r' _. 0 • 1 ! ! loi loi'0 !-~ Limites de Limites des vi- Taux Con som- 1 1 Consommation énergétique (*) tessesmoyennes d'utilisation Moyen de consommation ma.tion 1 1 r transport t .... _.._! kcal/voyageurc-km kcal/ v km kcal/ vkm km/h % fut omobile 550 480 570 520 650 610 480 - 650 570 80 - 96 35 - 48 Autobus 145 240 160 (90} 240 (140) 130 130 - 240 190 72 - 96 44 - 46 Train 360 250 430 250 265 305 275 250 - 430 305 64 - 96 37 .. 80 : IÎ 1 oo 1180 1310 1060 1040 1040 -1310 1140 563 -644 49 OP 50 ~vion ·- i t 1 1 aux références citées 1 Référence 20 15 5 6 8 9 10 18 conformément les valeurs entre parenthèses ne sont pas prises en considération pour le celoul de la moyenne (~7 ) consommation directe de carburant ou consommation de carburent destinée à la production d'énergie électrique Tableau 5 - Consonunation d'énergie, par moyen de transport, du moyen de transport interurbain-de personnes Données colligées à partir d'études diverses i '-~c 1 Consou~tion d'~nergie kcal/vkm 2200 'llra:nnport int eruroain de voyageurs I~oyenG de transport diver~ 1800 ,,• 1\ 1 \ 1 \ 1 \ 1 \ 1 \ 1 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ .\ \ ' \ ,. \ \ ' \ \ ' \ \ ',, \ ··. ' o.vion \ ' ' ' ' ' ' ' '-,. ·',·. ' ' ', ' ...... '.""-, ...., ..... -...... __, 1 a.utomobil a train autobuo 1 25 50 75' "100 Taux d'utilis.J:ti 2000-j Transport interurbain de voyageurs Transport interurbain de voyage~s 1 Autobus (diesel) 1 Voitures particulières poids à vide, environ 9 tonnes ! nombre de places 50 - 100 1800~ 1 1600 1 1 1 \ 1 1400 \ \ \ \ 1 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ' \ \ \ \ \ \ \ '\ \ \ \ \ ' \ \ ', \ ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ',', ,, ' ' ,, ' ' \ ...... , \ ' ...... consommation \ ' ...... \ .... '...... 1:6 de carburant .... , ...... _ ---1:8 Ifkm ' la consommation de ...... 200 ',max. SO places carburant osoille ---1:12 ' ' max':" .... entre 1:2,5 èt ...... 1.00 p~a.o~- 1 3 5 1 ,_;__ ...... - -- ,.,._---- ...., __: t fNU 100 1 Taux d'utilisation 25 50 75 100 ~ ~ 1 1\) DIA GR RELATION ENl'RE RELATION ENTRE LA. CONSOM~a.ux d'occupation · • 1 LA CONSOMMATION ENERGEI'IQUE DIAGRAMME 14 ET LE TAUX D'UTILISATION . MATION D'ENERCIDI'IQUE En' LE TAUX, D' .. '"'ILIJiTION Dispersion éventuelle de la consommation Dispersion éventuelle de la oo~~~ :~.on ' . J. ., ~ • i .•• Consommation d'éner~e ~. Consommation d'énergie ruru kca!~km kcal!lvkm . \ ;, 1 1 1 1 22CO_; 1 22001 1 \ 1 \ Transport interurbain de·voyageurs 1 :L:C;OC-1 '\ '\ Transport interurbain de voJ~geurs \ \ \ \ A'\~on \ \ Train \ \ 1800 \ \ ,sool \ \ \ \ \ \ 1 '\ \\ \ \ 1600]' \ \ 1600l \ \ \ \ \ \ ! \ \ 1400 i \ \ 14001 1 \ \ \ \ 1 \ \ Courtes distances \ \ \ l200i \ \ \ \ :20QJ--l 1 \ \ 1 \ \ \ \ \ \ \ \ \ :000 1 \ 1~] \ \ \ \ ·longues distan~es ', 1 l \ ' ' '\ ' ' 80~~ \ ' ' ' ' \ eooi ' ' \ "! ' ' ' ...... \ \ ' ' ...... 1 \ \ ' .... 1 \ \ ' ... ECO-l 1' ...... \\ ! ...... \ \ 1 .... \ \ ! \\ i '', 1 400 ',,,, 1 400 '~ ... l ':::.~~ .... 1 .... ''""'.:::-::::-::::.-:::.------2C'O ...... __ _ 1 200 Taux d tutilisaticn (%) l 1 Taux d'utilisat~(%) ~ 1 i 1 t i 25 50 75 100 .j 25 50 75 . 100 DIAGRDTh'lE 16 .RELATION E1'11fRE LA CONSOtO'.ATION ENERGEI'IQUE RELATION Eh"'TRE LA CONSG~iATION E.NERGEl'IQUE 1 I :" "'~ :.iL1UflME 15 ' ~ Er LE TAUX D'l!TILISATION ~~ LE TAUX D'lJIIILISA:'riON v..: Dispersion éventuelle de la consommation i Disnersion éventuelle de la consommation ~44...;· VII/76/74-F 4 .. Influenc·e de la techni_m_1e des véhicules sur la consommation é;t)S.rgêtique (voir également 1' annoxe I) Outre le poids des yéhicules et le mode de conduite, qui ont été traités dans les paragraphes précédents, d'autres facteurs influencent encore la consommatio~ énergétique., Dans lo cadre d'une étude sur modèlG relative aux voitures particulières, on étudie l'influence des grandeurs suivantes: la charge du véhicule, la résistance de roulement 1... ~~a résis tance de l'air et la résistance aux accélératio:n.so On discute en outre, données bibliographiques à l'appui, l'influence sur la consommation ênergétlque des exigences en matières d'émission, des accessoires, de la transmission automatique et de l'application de quelques autres systèmes de propulsion., ..Charge. Le diagramme 17 . _reproduit 1 t influence de la charge sur la cons om m~ ti on énorgétique .. ,~nt en trafic urbain que ~ur ro~te libre, cette influence est très faible (de l'ordre de quelques pourcent). La --...... Résistance de --~..-.-...;;;:;..;.roulement.. résistance de roulement d'un véhicule dépend en p~emier lieu de sa vitesse et de son poi~s. Les facteurs sec~nda~r~s qui exercent une influ~nce sur lCJ, résistance de roulement sont: la pression des pn.atls~ lou:r o.ol:lforma.tio:a, la. composition ,du caqutchouc de la. ·surface de roulement a.in~j_ que le diarnètre du pneu ... Peur- uné voi tu:ro (voir dia grarnme 33) ~' i:nfluanao du coefficic!lt de résif:ltance au roulement sur la consommation. énergétique est très. fail;>le.,. tant en ce· .qui corio~rne le ,. trafic urbain que 11usage sur route libre. LD. l..~ésista.nco a!!'gdytla.migp.e croij, quant à. elle, comme le carré de la. vi t·esse et elle dépend, dans une mesure moindre, du carénage et des· dimongio~e (relation linéairo)~ L'influence des modifications aérodynamiques est négligeable en circulation urbaine; il n'en est pas de même aux vitesses plus élevées sur route fibre, o11 1 'aérodynamisme plus ou moins réussi aura ·une ·influence·sur la. conso~~tion énergétique {voir le diagra.miDe )4). Résist~~ce atL~ 'accélérations .. Elle est directement proportionnelle au poids du véhicule. Dans la cadre d'un schéma de conduite urbaine,les accélérations fréquente~ concordent largement avec un mode de conduite à vitesse moyenne inférieure .. .;. ' : " . '~- ,· ~ '1 1 • .,. -45- ''' ' ' ·.)<,' On en revient ainsi aux phénomènes do congestion déjà mentionnés .. '' /~ . précédemment ot qui ont été'~. illustrés- da.ns le diagramme 1" La dispersion provoquée par tous les facteurs mentionnée ci-dessus • j,' 1 ._, ~ été représ,entée graphiquement da.ns le di~ra.mme 8<1 :sn ce qui concerne 1 'étude sur modèle qui sert da fondement a.ux diagrammes 7 et 8, on est prié de se reporter à 1 1 annaxe I. ' 1 ~igences en matière d 1 émissiono Les mesures de~tinées â réduire la pollu tion atmosphérique imp11table au trafic peuvent avoir un impact relativement important sur la consommation énergétique par véhicule/kilomètre. Les normas ' -\ américaines relativement sévères on matière d'émission par les voitures \;,. particulières se sont traduites par una ~ugmonta.tion sensible de la consom 1/ mation au cours da la dernière décennie. Le diagramme 18 fait état de 1 < cette influence. L1aggro.vation de la. situation est d'environ 3% dans le cas du 1;r.afio interurbain. En Europo 1 où lés· normes on matière d'émission on-vigueur'sont nettement moins sévères, cos exigoncos na ·se sont pas encore traduites ·par uno aonsommation d'énorgio accrue par véhicula/kilomètre. Aceos.~oiref!!. A~ E_ta.ts-Unis, un grand nombre de voi turcs sont équipées d' aooessoipea tel~. que le o.ondi tionncment d ~_air ( clim.a.~isa.tion) .et la direo.:. tion a.ssisté'3o Cas di.s~osi tifs peuvent entraîner un aç~roissemaz;.t.- sensible 1 de la.. oons_OI'Dillé\tion éner~tic;rue, compte tenu de la température, extérieure . ,. et.de_la. vitesse, ce.qui peut oondu~ à. un ~urcroit._,.de c_onsomma.t.ion su&-· 1 oeptible d atteindre environ 20% on oiréula.tion urbaine o •. Le. dia.grammo 19 illustre cette surconsommation par véhicule/kilomètre, an rapport avec la vitesse du véhicule at une t~mpérature ambiante de 30°C. L'incidence·' de la direction assistée e·t do la olima.tisa.tion est sen siblement moindre aux allures couramment pratiqu~e..s ·sur route libre, mai.s elle est encore do 5 à lQ%. Transmission a.utomatiqge. Les voitures éqUipées:d'~e transmission automa tiqùe au --li 'au d'une botte da vi tes ses· â embra.Yage du typo classique pou vent accuser, pa.r uni té et on circula.ti ô~ urbaine, une augmentation de· oonsotl!Ilal tion de l'ordro de 10 à 15%· Eh1 circulation interurbaine, cette surconsomma tion peut osciller entre 2· at 10%. 1 •• ;. '. 1' -46- VII/76./74-F Autres systèmes de ~l~on. Dans la perspective des exigences futures dos Etats Unis en matière d'émissions, qui sont oxtrôoemcnt sévères, on a développé ces dernières années un certain nom~ro d'autres systèmes de propulsion, nota~ent le moteur Stirlingo On utilise le cycle fédéral de circulation comme base do co~paraison en ce qui concerne les normes d'émission. Ce cycle de circulation est actuellement aussi utilisé en vue do comparer la conso~.ation énergétique dos véhicules on circulation urbaine, la consommation tU'ba.ino a.u:x Etat~-Unis concordant fort bion avec la consommation par 1' intermédiaire do cc oyclo.Sur le diagr.20, la.eonsommation énergétique par véhicule/km est portée, en fonction du poids du v~hioule~Ont été mentionnées les consommations énergétiques dos voitures particulières américaines sorties en '73,ainsi que celles qui ooncer ncnt les modèles 1957-67. En parallèle, nous e.vons fait figurer qu.elques chiffres de consommation de voitures équipées d'un moteur dieselo Ils sont do 35 à 60% inférieurs à ceux relevés sur une voiture américaine d'un poids identique mais é~~ipée d'un moteur à essence. Les voitures équipées d'un·moteur à piston rotetif, du genre l~zda-Wankel (voir le diagramme), accusent une oonsomrJation relativement plus élevée par rapport au:c moteurs à essenco do conception classique• Nous avons mentionné on outre la consommation énergétique de trois types de voitures dotés d'un moteur à charge stratifiée, à savoir Honda, Toxaco et Fordo Il convient toutefois de faire observer ~0propos quo ces mote11rs ont été optim~li8és en fonction des prenières normes d'émisGion pour 1976. Si l'on applique dos normes moins sévères, la consommation énerg6tique de ces moteurs pourra sans doute encore être améliorée. La consommation énergétique à laquelle on peut stattendre de la part de voitures propulsées par des moteurs ~système de combustion externe, tels quo Brayton, Rankine et Stirling, a également fait l'objet des projections du d.iagrarr..illle. kcal/ km Consommation d'énergie circulation urbaine 800 600 route libre 400 VOITURE PRIVE.E 900 kg 200 1pers. 2 3 4 1 1 1 8 poids en charge 0 200 300 400 --~kg DIAGRAJ;li•lE 17 INFLUENCE DE LA CHARGE SUR LA CONSOr.li,lATION ENERGEI'IQUE O/o surconsommation E§nergétique 2 4 circulation urbaine 16 12 8 .-----...___ ,. ___ r· ·-c·-~-··-r --~ -.. -~ -"-·---·- 72 74 ['/~ an.Vl.êe de con~rtruc·ti .Jl.i DIAGR~Jiiî-IE 18 INFLUEJ."'rCE DES !\fQ.ii~ES AlVIERICAINES EN biA:r IERE D 1 J.!aviiSSION' 8U!t: i..d. -~~~-t~...,., ..... Surconsommation énergêti~e 200 100 50 30 50 70 90 110 130 --~~ ltm/h DIAGR.All!bŒ 12 SURCOllS § ~or r·. 1 ffi_ L •~c.l r;iodèle 1973 ! 'iC~.'C: ·-' 1 f i 1 ! 1c:.~·-,,J u._...._; 1 modèles 1'?17-61 ' ! 4 ~._;;,_·:' -~)1 1200 1000 800~ 60J 1 diese: J;. diesel x ~·---r------r------P_e_u_ge_o_t_____ M~errc~e~d~e~s~2~2~0~D------~------500 1000 1500 20C8 250C 300C ----~oids du véhicule (kg) DIAGRAMME 20 CONSO~~TATION" ~GEPIOUE EN FONCTIOI~ D:J FGIDS DU VEHICUU POUR. Div'"ZRS l-~ODELES DE VOITURES PRIVEE& -50- VII/76/7 4-F 1~~ Gén0rali tés La participation du transport do merchandisos à la con8omr.ntion tot~.ie d' ér..orgie dans lG secteur des trn.nsports est de 20-30% aux USA comme on Europe .. Le tableau 6 donne un aperçu du transport total de mar chandises (en t/l~) effectué actuellement on Europe QG l'ouest, aux Etats-Unis ct entre los pa:rs industrialisJs occidentauxo Certaines prévisions, faites sur la base d'extre.polations de tendances ti~nt éga lement à ce tabloauo On constate en premier lieu que le transport total de marchandises aux USA atteint un niveau 3,5 fois supérieur à celui de l'Europe de lrouosto Toutefois, l'accroissement ost légèrement plus élevé en Europe do l'ouest et il est sensiblement parallèle aux préviaions (effectués avant la crise pétrolière) rel~ti~s à l'accroicsement du Produit :rrational B:rt.lt: Europe de l'ouest: 4r5% par an et" USA: 3% par an environ. On obccrve cortGincs différences nettes dans la classification on catûgories de moyens do trnnsport dans le secteur du t~lSport de marchandiseso En 1970, 21% souloment du nombre total de tonnes-kilomètres ont été assurüs ~QX Etats Unis par les transports routiers, elors ~1e cette contribution était de 48% en Europe de l'ouest, Or, lo rapport e~t inversé lorsqu'on considère la participation du transport par pipeline: USA: 23% et Europe do l'ouest: 7%o Le tnbl~au 1 indique néru1- moins qutil existe dec différences consid0rables entre les payso Au niveau européen, nous ne possédons que pou de données sur la répartition du transport routier en transport urbain et transport interw urbaino Des chiffres fournis par l 1 Allomagne de l'ouest (1969) et par les Pays-Bas (1972) indiquent une répartition de 50%/50%0 En outrct los prévisions montrent qu'il convient de s'atten~re à cc que la participation du trans- port routier augmente et que celle du tré!Xlsport pal" fer diminue; tan·t pour 1 'Europe de 1 'ouest que pour les Etats-Unis. En co qui concerne la totalité des transports entre les pays indus- trialisés, il est intéressant de signaler l'expansion considérable que prendra le transport par bateau.. ·ci torne: de 50% du total en 1960 à 65% en 1990 1 le tonnage total transporté étant quatorze fois plus élevé. Nous reviendrons en détail dans les paragraphes suivants sur la consommation d'énergie des divers moyens de transport mais nous avons indiqué au diagramme 21 les changements intervenus dans l'histoire de la consommation d'énergie aux Etats-Unis. Comme pour le transport de voyageurs (voir ~2), les seuls changements importants intervenus dans la consommation d'énergie pendant cette période concernent les transports par avion ~t par train. En effet, la consommation d'énergie du train pendant cette période s'est considérablement améliorée, alors que pour le transport par bateau, la. consommation d'énergie par tonne-kilo mètre a de nouveau augmenté ces derniers temps. Cette situation semble ~tre la m~me en Europe de l'ouest où, en ce qui concerne le transport par bateau, l'accroissement de la viteDse est respon sable de cette régression. Consommation d'énergie kcol/tkm 1 500 e.utc/bus 50~------~------~1950 1960 1970 DIAGR.Aiv1M~ 21 V.llliiA'.ï:ION~ :OA.liJ"S LE TE1~1PS DE LA CONS0~~11JL:\TION D'ENERGIE PROPRE AUX DIVERS I'IOYEliS DE TRAllSPORT DE 1\IARCHiùiDISES REFEREl'iCE 5 ------·----~~~-~---- • • ~ Croissance annuelle 1 ~'...... 1960 1970 1980 1990 1950-70 1970-90 0 1 0 (tk:m lOL2) ;:1 ~ota* d~ transport continental des marchandises J Etats-Unis 1,94 2,81 3,93 5,35 2,9 3,2 Europe 0,50 0,77 1,20 1,90 4,6 4,5 1---· Pourcentage du nombre total :Ear mo~en de trans;eort (en%) 1 Etats-Unis Rail 45 39 32 25 0,9 1,0 1 Voies navigables 16 16 16 15 3,4 2,8 1 Route 21 21 26 32' 4,5 5,3 i Avion 1 14,0 12,1 1 ------Pipeline 17 23 25 27 6,3 4,1 1 1 Europe Rail 44 32 26 22 1 , 5 2,8 5,3 4,4 1 Voies navigables 16 13 12 13 1 Route 40 48 51 52 6,9 5,0 Avion ------14,2 Pipeline -- 7 11 13' -- 8,1 : ~~.nsport internatio_pa.l des marchandises Par batea~: marchandi~es chargées 1 '1 2,3 4,7 10,0 7,3 7,7 (109 tonnes Monde Occidental) dont : bateau citerne 0,5 1,3 2,9 6,5 9,2 8,5 marchandises sèches 0,5 1,0 1,8 3,5 5,7 6,5 Transport aérien : 109 Tkm 1,3 7,5 43 110 19,2 15,0 en %du transport mondial des marchandises -- -- 0,3 2,0 ------ Tal?lea.u 6 - Prévisions du transport des marchandises aux Etats-Unis, Europe et Monde Occidental Référence a 28 • .. ti' • 0 YI !'..) 1 Prévisions Route Rail Voies navi.gabl es' Autres de la. partie (l) - pour f~Q~oute -_,~ Irlande 84 16 -- -- 90 Espagne 83 17 -- -- 87 Danemark 79 11 10 -- 81,5 Italie 75 24,5 0,5 -- 80 Royaume-Uni 61 20 17 2 64 Pays-Bas 54 7 38 1 60 Belgique 47 29 1 24 -- 55 France 38 39 8 15 40 République féd.d'Alle- 34,5 35,5 21 9 35,5 mo.gnc Norvège 28 23 44 5 37 Tableau 1 - Rép~ition du trafic de transport des marchandiseo en Europe Référence : 28 (1) Pour quelques payo le cabotage a été inclus. '--' 1 • -54- 2o Facteurs importants Des études sur le plan micro-économique nous mont1~nt que los facteurs qui interviennent dans le secteur du transport des marchandises sont: le t:y·pe do :Jarchandises à transporter, la distance à parcourir et la charge utile disponible des différents m~rons de transporte Afin d'avoir une idée plus exacte de la consommation d'énergie par tonne/lem. nous co~~encorons par étudier los développements dont cos facteurs ont fait l'objeto ~e de mar~~andises à transporter En l'absence de données européennes générales sur les différents types de. marchandises transportées, il est impossible de dissocier les marchan.dises de détail des. marchandises en vrac (en tenent compte, éven• 1ru.ellQl'Ilent, du t:rnnsporl en oon.,liaineur). Quelques données chiffrées en' provenance des Pays·-Bas pel~ettent néanraoins de so faire une idée plus , précise à ce sujet (tableau 8)., Dans lo présent ·ouv~_.,gê, nous distinguerons 4 catégorie·s principales de marchandises: a) les ·matières brut·es et les combustibles b) les produits ngricoles ct les denrées alimentai ra's c) los produits semi-finis et .les ma ~é~ia~· de construq_~i . . ' On co!ls ta. te qù.' aux Pa~rs-Bas, par exemple, 73% de la tot:::.li te du torinage transporté relève des cat6gories a) ot b), qui peuvent être qualifiées. probablement de ma.rchand.ises en vrac .. En ce qui concerne la particiPation de chaque moyon de tr,ansport, on peut admettre que la contrirnition du transport routier augmente et que la contribution du transport.par rail/ voie d'eau d.écr<>:ît lorsque los quantités de produits finis transportés au;gm~htento' • '. ·:: · · .. ,· COmpté tenu du· pouroontàge ·relativement 'faible (7%) que· .le t.rans.port par rail rGpr0sente aux Pays-Bas (voir tableau 7), ces pourcentages ne . peuvent être ~-ti'lisés qu'à titre indicatif pour 1' Europe o Il est·evident que chacune des quatre catégories prês~~e encore de gt~andea diftérenciationaj eu égard notamtnen-; aux différenoe's de compacité; de. vol ume, e~~oo ,; .: .: 1 , .. \, ' ~r ' ( ' \ . '• ·- .... - ·, JI": !,..._ ' '·-, -55- '.". , iV/;""~ .... : 1 . (' 1 P!stance à parcourir Les do~~êea dont nous dispcsons eu sujet du t~nsport routior noUs '·r, permettent d'avoir un aperçu du sujet. En partant de la situation 'micro-économique 'considérée, on oonstate qùu la~ mar- chandises en vrac qui doivent parcourir de longues distances sont g0nél~ lament transportées par bateau ou par rail et que, par conséquent, le transport routier concarne·surtout los marchandises dont le poids est moins important et la destination assez proche. Les donn~cs chiffrées fournies par la. Grande-Bretagne ot pa.r les Pays-Ba.s raont~nt qua, pout un parcours inférieur à 50 km, la participation du transport routier au j tonnage total est de 88% et que 80% de tous les transports routiers appar (: tiennent à cette catégorieo 1 .1" T Lorsque les distances sont plus longues, les autres m~Tens de t~s ; port deviennent concurrentiels: c'est ainsi que, sur une distance de ., 200 ~,la pa.rticipati~n du transpo~t routier est·enc~r~ de 70-SO% alors ; que, ~ur une distance de 400 lcn, elle n'est ·déjà plus que de 73% et de 54% pour 800 km (chiffres pour las Pays-Bea)~ La distance à'parcourir intervient dans l'étude.conoernant la con sommation d'énergie par tonna/kmJ an effet, loràque las distanèes sont plus longues, il est plus facile do rnaintonir una vitesse élevée optimale ot oe facteur influence favorablement ln. oonsomma.ti.o~ d'én~rgieo '' Charge utile disponi bJa pa.r moyen de.... t.Ems:Rèrt ' Dans tous las systèmes de transport que nous·étudi.ons, C9tto "ca.paci té utile" r~lève dans 1' onse'mble d'une catégorie do poids :q.ettement différente: quel.ques tonnes .. pour le transport par avion, 5-20 tonnes a.u maximum pour le transport Doutior ot des centaines de tonnes.pour lo trans- . ' port.. par rail .et pour le transport par voie d ~ .aa~o , Etant; Q.o:pné la .P~rt considérable que pr~nd le tra.na.port routier dans le secteur des, marchandises ~t vu la. posaibi li té, sur le_. plan m:toro-êoonomitr~e à ob-tenir des ~tiona p:'lt torme/km, la plu.,aT~ déa ohe.r.gements app9rtês à. la..· capncittJ utile ooncarno~ le -tra.noport routier. '. Le tableau 9 donne un aperçu ~es.changements survan~~ depuie 1965 ~n Europe . da.ns trois ca. tégories ( ,{ 5 tonnes, 5-10 tonnes, ) :}.0 tonnes) ; il indique Jln outre les prévisions eft:ectu.~as _à oa su.jet -jusqu..' en 1980 • .;. 1 \ 1 :· -56- VII/76/74-F On constate que la catégorie qui comprend los poids les plus légers rosto rolativœnent stable (on pourcentage) et que la catégorie des poids los plus lourds s'étend au détriment de la ce.'tégorie des poids moyenso C'est cionc d.ans les oa.tôgories extrêmes que, en raison de sa gre..ndc souplesse (par rapport aux autres systèmes de transport), le transport routier est appelé à jouer un rôleo ~fin de pouvoir obtenir des él5ments dtinformation plus détaillés sur la. consommation d. 1 énergie, pa.r tonne/km do maro~ioes transportées, des différuntos catégories de chargerr~nt, il conviendra néanmoins de se faire une idée plus exacte du taux do chargement de chaque catégorie. C'est cc que nous examinerons au paragraphe suivanto ~. . \ _____ .. ______• 1 0 Participation en Participetion du moyen de transport par catégorie de marchandises 1 1 tf. a.u tonnage f~ tre.nsporté tote,l 1 ' bateau rail route total ....J. C~tÊGOrie do r.~chandiseo 1 1 1 0 r~-·- -~------0 0 1-~ 1 ~: wGtières bruteo et ,_ 5'"'L ~. 1 ~ 10() combuStibles 1 1 1 4C f 57 % 1 ' ' - - Li b) produits agricoles et denrées 1 1 cri_ 1 1 alimentaires 20,3 l'~ l' '14 1 2 85 100 % ji 1 1 1 e) p~oauits screi-finis et maté 1 1 1 f! t ! 1 1 c< 1 i [ ! :;- ~( r: au:x. de construction manuf'ac 15,8 1 . î - GS ~ :·o Il ! l j 1 1' i 1 i ! ~ "'"r'J1 \ •.' \...' d) p:r-cd.uits finis 11 '2 ?~ é ! 2. 9t /·' Il i 1 1 'i ~ 1 cl 1: 1 i ! i 1 Total 100 1 r 1! i' Ilf! L.~-- ______.______lL------~------J------~------~ Ta~leau ~ - Composition du tonnage total de maroh~ndisGs transportéeE par catégorie et p~rtici~~tic~ par moyen de transport (Pays-Ba~f 1968) Référence : 29 1 \,.)1 • --.J 1 • • 1 1965 1970 1975 1980 0 Charge utile en 0 <5 5--10 )10 ~5 5-10 )10 (5 5-10 ')10 45 5-10 ) 10 0 tonnes l ~ 1 France 87.7 6.0 4.3 87.2 6.4 6. 4 86.4 5.6 8.0 85. •j 4.5 10.4 ilp.féd.d'Allemagne 19. 1 18.0 2.9 77.4 17. 1 5.5 75.9 17.1 7.0 74.4 18. 1 7-5 Italie 87.7 7.7 4.6 87.8 7-4 4.8 87.5 7-5 5.0 87.4 7.4 5.2 1 Grande Bretagne (9.~ 14 .. 4 6.3 75.0 15.2 9.8 74 .. 7 1C.î 15 .. 2 75-7 7 •. 3 17o2 i 1 1 1 1 Pays-:Bas 72.3 18.9 9.6 70.8 16.9 12.3 65.3 15 .. 3 19.4 60~2 îtl.O 25.8 Belgique 73.9 18.4 7-7 70 17 .. 7 12.2 67.0 18 .. 0 15.0 65.0 17.0 18.0 Danemark 88 .. 0 9. 91 2.1 86.0 11.4 2.6 81.5 13.5 5.0 79.1 13.9 7 .o. 1 Norvège 92.6 6.9 0.3 84.0 14.5 1.5 80.0 16.R· ~.2 78.0 17.5 4.5 Espagne 79 .. 0 17.0 4.0 76.6 13c7 7"7 80.1 10.7 9.2 80.8 8$7 10.5 Suède 64.7 26.8 8.5 63.2 22.4 14.4 65.5 18.7 15.8 66.0 17.5,16.5 70 c:: 1 t')OZ: ~ Suisse ( ~7~9' 2 .. 6 77:,2 l 3.5 71.9 23.6 ....4_:5_ 2; ._5 '_i_:.Q --·-·- ~ 1.9..:.2 Total 82.9 12.3 4.8 81.4 11. 3 7.3 80.3 10 .. 2 9.5 79.8 9.3 10.9 'fablea.u 9 - Changements intervenus dans la répartition par eatégories o.s camions en Europe (1965-1980) 1 -(en pourcentage de l'ensemble du parc de poids lourds) \J1 • co. 1 Référence : 28 . : . -59- VII/76/74-·F 3· Consommation d'énergie Aucune différenciation n'a. ôté· établie en transport urbain et trans port intorurbaia 1 lors des études sur le transport de marchandiscso Or 1 il s'en faut de beaucoup que tous les moyens de transport aonvier~ent au transport urbain: citons notam~ont le bateau, le pipeline ot le transport par avion. D'ailleurs, à notre époque, le transport par chemin de fer est, lui aussi 1 très pGu utilisé dans :los villas., C'est pourcr... 1.oi le transport urbain s0ra surtout effectué par route, avec des voitures de livraison ct des camionnettes. Los chiffres dont nous disposons pour la consommation d'énergie par tonne/lm. transportée, ooiD!ne il est ind.iq:ué au tableau 10 v c'oncornent la. totalité du transport inte:..""Ul'ba.in de ma.rohe.ndises et proviennent des USA. La fiabilité dos chiffres n'est pas meilleure que lors~~'il s'agit du transport de voyageurs. Le tableau indique on outre~s chiffres obtenus pour la. vi tesse moyenne ainsi qu'un minirJUm de données chiffrées sur le tam::: do chargement: le transport aérien de la KLM atteint un taux de che.,rgement de 52-53%, alors que pour le transport routier dos Pays-Bas, ce taux est d'environ 76% pour 66% dos voyages chargésn Cette absence relative do données ~ugoente encore les difficultés auxquelles se heurta celui qui cherche à établir ·une comparaison pa.r noyon de transport .. Los chiffres dont nous disposons pour le transpor·~ pa.r pipà.line sont des estimations et il est donc impossible do porter un jugement sur leur exactitude .. On peut admettre néanmoins que la conGommation d'énergie liée au transport·par bateau et par pipeline est. sensiblement la.même, alors que le transport par chemin de for dépasse ce tuux d'environ 25% en moyoru1eo La. consOIIlL"la ti on dt énergie par tonne/km transportée par fer dépend tou te foi.s ël.~s une large mesure do la. longueur du train de ma!'ohandisos .. .;. ! . 1''1 1 1 -60.... VII/76 /7 4-F · ' , Une étude. américntne nous fournit·les chiffres ci-après: train de marchandises ùe 40 wagons - 220 kcal/tonno-k@ , train do.marohaneiaes de lOO wagons- 87 " " ! ,j train do marchandises de 200 wagons - 50 " ... D'après les données du tableau, le transport pnr route consomme environ 4·fois plus d'énergie que le transport par bateau ou par pipelinoo Il convient néanmoins do signaler qUe la consommation d'$nergio liée au transport par route dépend dans une grande mesure du tonnage du mqyen de transport ro.1.riJi&1" utilisé. Si nous fixons à lOO la consommation d'énergie par tonne/km du t~sport par rail, nous obtenons les chiffres approximatifo suivants: bateau 75 pipeline 60 rail lOO route 300 avion 4000 Bien que cette comparaison ait êté·empruntée an grande partie à des A 1 études américaines, on a constaté nét~moins, en fais~~t un parallèle avec la saule étude européenne connue, à savoir celle·qui a été effectuée par la"stiohting Toakomstbeold der Techniek'' que cette indexation était également valable pour 1 1 Europao Le diag'J.'-amme 22 nous donne une image de lo. consomme.. tion d' ~ergie par tonna/km transportée par rapport àu tonnage brut, pour un taux do chargement de lOO%. ',Il Or, si nous souhaitons comparer le transport p~ chemin de fer avec le transport par route, il convient de no pas perdro de vue que, pour les longues distances sur routo, les véhicules utilisés aont prosque toujours des camions dont las tonnages varient de 32 à 38 tonnes onviron. La consommation d'énergie da ces véhicules se situe au même niveau que celle d'un petit train do marchandises dé 40 wagons environ • .;. VII/76/74-F Presque tous ces moyens de transport ont 1 outre un poids maximal admissiblet un volume fixe peur les marchandises à transporter, de ~orte crJ.e la compacité du chargemant est amenée à jou:~J."" un rt"5le. Un camion de 38 tonnes a un voluille de chargement da 70-80 mj, auosi ce volurue ne peut-il être utilisé en-ti0rmaent gue pour une compaci tô moyenne de 0 1 }-01 35 kg/d.m3· Lorsque les coTTI::~ac5_ tés sont moindres, le volume total peut être utilisé; par oontr8 r la charge ,1tiie ne peut plus être ~rtilioée. Dans le cas das camions citernes et des silos servant au transport en vrac, le contenu de la citerne est géaéralement adapté au contenu à trans porter, co qui perme·~ ù.'utiliser da.."1.s tous leo cas le tonnage intée;ra.l de charge utileo La consommation d'énergie des voitures de livraison a. été calculée pour deltx cas (voir eussi l'annexe II): une voi turc de livrair;:;on de la catégorie la dont le poids brut na:rimal adniscible est de 1500 kg et la oharg~ utile de 500 kg (moteur à essence); uno voiture de liv1"'~.dson de la. catégorie lb dont le poids brut maximal adr.üssible est de 3400 kg ct la charge utile de 1600 kg (moteur à essence et moteur Qiesel)o Le. variation de la oonsonmation en fonction de :a viteGso, pour un chargc:J.ent do 50%, ost in~iqu-3e au dia.g.;.."ttïnme 23. La variation en fonction du taux de chargewent est indiq_-uée au dia.gx-a.mm~ 24, sur la bazc du t~a,fic urbaino L'ensemble correspond aux diagr~nea obtenus pour les voitures privéeso Toutefois, la ":?D.lour réolle do la oonsOI:"..n'lation par tonne/km e;-3t évidemment influencée d~1s une large 2esure par la relation ~Jids brut/ poids en chargeo Lorsque ces voitures sont équipûes de m?teurs diesel, il est possible do réaliser une économiè d'énorgie de l0-20%a Nous possédons peu d.' élément~~ d 1 ir:formation sur 1' effet exercé par la vitesse moyenne sur la consommation d'éncr~ic dos camions lourds • .;. 'f VIl/76/74-F On peut admettra oepedant que oalui-oi correspond en prinoipa à \.. ·,1 l'effet de la vitesse moyenna· sur la oonsomma.tion d'énergie des autobus intarurba.ins. . . ' r 1 , Le tableau 10 Iüontre qtle cet effet est très limité d~s une large gamme·de vitasse. La relation, illustréee au diagramme 25, entre la vitesse moy~a et la ··consommation d'énergie pour les camions (avec remorque et voiture motricé avec semi~rQmorque) dont le poids total est de 38 tonnes at dont le chargement varie de 21 à 25 tonnes pour un taux de cllàrgeQent de lOO%, n' _Le diagramme 26 indique la consommation d'énergie par tonne/km pour les poids lourds, avoc différents taux de chargement. Ces données ont été ompruntées à une étude sur laquelle nous reviendrons à l'annexe II. Dans le pl"ésent oha.pitre et à l'annexe II, noua emploierons à ~ve~aes reprises 1 t expression npoids du train brut admissible" .Noua en·~endon~ par là le poids maximal admissible des oamions avec remorque et des voitures motrices avec semi-:-remorqueo Les données qui indiquent la consommation d'énergie dn diBgramme 26 ne tiennent pas compte de la répartition en catégoriesgtelle qu'el lé est prévue à. l 'œmexe~ien que des tY.Pes de moteurs différents soient utilisés pour les différentes catégories d~ poids lourds, les "excursions" de consommation d'énergie sGmblent peu importa.ntcso C'est pourquoi la consommation a été indiquée' sur la. ·base du poids du train brut o.d.mi.ssible, qu'il s'agisse d'une seule voiture ou d'un ensomble.da véhiculeso La charge utile est la moyenne prise dans la bande de dispersion figurant à l'annexee Il ost évident que la consommation par toru1e/km est fortement influencée par la charge disponible pour un poids brut donné. - 63 - VIJ/7~/74-·F La consommation d'énèrgie par tonne/km augmente fortement, zurtout dans 1~ cas des petits véhicules, ~Oi:'sCDiiJ le poids brut- ad..rnissible diminue. C1 est ainsi que 1~ consommation augmente de 50% environ l~rsque le poids brut admissible passe de 38 à 14 tonnes, mais elle augraente de 150 ~~ environ lorsque le. poids brut admissible passe d0 14 à 4 tonnRs; ce fajt est en corrélat ion avec le rapport défavorable poids brut admi.ssible/ ca.pacité de charge On trou,rero. au J.ia.f.)t'~mwe 27 la consommation d~énergie relative, cxprimêo en fcnct ion du taux de chargemQnt 9 pour dive:r·s poids b:r-ü.ts admis sibles. Dans 1 ~ensem-ble, ce di~a.mrr.e correspond au p:t•écêdent n On constate ici égale;nc.!nt que la. consommation relg,tive augmente lorsc:ue le rapport poids du véhicule/ poids en char~e devient d~}a"'!orable, ce qv..i est le cas pour un taux de chargement plus faible .• On constate néanrr1oins que la consommation par ton..YJ.e/k:n pour un véb.icul(j :le 5 tonnes dont le tau.."'C do chargement est de 75% eEt a'..l.ssi élevée que col] e d. 'un véhicule de 10 t onnss dont le te,ux de ch:1.rgerr·.3nt est de 40 %, d run v:§hicule (ou d'un "train") ô.e 22 tonnes chargé à Z5 %et d'un "t ra.inn r!.e 38 t on:1es chargé à 20 %. Nonn avons indiqué au di,a,grar.m,e 28 la consommation d'énergie par tonne/km pour un chart';emont d'un poids donné, lorsqu'~on utilise différents véhicules ou diff~rJnts ensemoles de véhiouleac La consom;nation sembl0 augtnenter~ comme on ;pot;;.vait s'y attendre, lorsque les véhicules sont plus grands (plus lourds). Cn constate dsau~~ yJ.'!..ls 9 pe.r s.xemple"Cl';!t\L"1 ~mion. ~e. 4 tor.JJ.e~ q'~.:t ·~~~nsporte un chareement G consomme davc,.ntagc par t onne/lœ qu 'u.n 22 tonnes dont le chc,rgement est fl.e 2G .. En d'autres termes, 1 tutilisation de véhicules plus grands., voire beau0.ou:p plus grands, ast plus fa.vo:r~able sur le plan énergetiq:ue lor·squ .; elle permet dallS 1 'ensemble (l_e transp0rter des oha.. rge:nents plus importan'tf3• On note, a~1 ?ours des dol.. !lières ant~ées, une tendance à l'augmentation de la puissance installCe des poids lou-;:ls& jucqu ~à 8 cv par t0nn€:; do poids du traina Cette augmontatio:1 influence défavorablement la consommation d~énergie par tonne/km; en effet le poids à vide du véhicule augmenta (mo teurs et organes de transmission plus louros), alors que le :roids m.3-Ximal admissible ne ";!a.D':f.e pas, ce qui entra:C~e une di:ninut ion de la charge ut ile • .;. ,1' -·64- VII/76/74-F '\ ',' . ,,·' En outre, l • accroissement d.e la puissance ent.ra..tne une augmentation de la vitesse mqyenne~ Cet effet peut néa.nmoi:1.s 3tro compens·é dans une certaine mesure par l'emploi d'aluminium pour la. construction des poids lourd·s et des bennes basculantes, ce qui permet d'obtenir une'augment~tion de la charge utile de 2 tonnes environ, aug~~:lenta.tion qui se traduit par ltne éccnomie d 'er..viron 10-15% de la· consommation d'énergie pa.r t onne/krn. Dos êconomtcs. E:upplé menta.ires considérab1.és pf:1uvent ~tre réalisées d 'autro part en donnant un profil aérodynamique aux poids lourds, Des essais e:ff'ectués à l 9 a.ide de "deflector shields" placês SUl' la Cabine ont l)errrliS de réaliser èes sco .\1 nomies de combustible de 1 'ordre de 155~ environ. Un profil a.êroàyno.mique entièrement nouveau a eu un résul ta.t do voir une réduo"fion de la. oonsonima- tion de 30-40 %environ. La consom~ation d•énergie des poids lourds peut être influencée ·par d'aütre~ facteurs: limitation du poids me~imal admissible par ex. En Angleterre, ce poids est de 32 tonnes en général; ·il est de 40 tonnes dans la plupart des p~s de la CEE. La charge par essieu varie, elle aussi, euivant les p~s, par ex. de 6 tonnes sur un essieu avant et de 10 tonnes sur les. autres essieux à 13 tonnes sur chaque essieu. De telles régle~nenta.tions différentes ont une influence _défavorable sur la consomm.3.t ion d'énergie r bien que 1 '-effet soit limité, los poids lourds étant classés dans la catégorie la plus lourde. . < La consommation d'énergie moyenne par t enna/km p~ut encore être modifiée par d'a.~tres p:r·océd-és ... En Allemagne par exo, on a recours à des "autorisations par voyage", pour le if:C1:lrl:~trpol,...\i rout.ier, Ct:' q'l'.:i. entraine une utilisa·~i.on plus i.n tensive du chemin de fer et, le oa~ éohéant, d'autres yéhi~ules mixtes plus lout--d.s,. L'application de taxes de circulation plus ou moins élevées sur certaines c~tégories de poids lourds peut donner lieu à des conversions d~ même genre (utilisation de véhicules plus petits ou plus grands). '' 1• - 65- VII/76/74-F Une répartition du parc poids lourds en catégories identiques pour tous -... les P1\YS est une ttiche difficil8 à rée,liee:tl dans l,g, pratique. Pour leurs str;'.. tistiques 1 l&s divers pvs d'Europe utilisent des poids différents, tels que p:>ids dr'.. ·yréhicule à vide 7 c~1arge utile et poids maxir.1al admissible. ;I:tan·v èOlliYj.B q:1' il n'existe aucune relation fixe entre ces caractéristiques, il est donc difficile d!t-n effectuer la c.:>nversion. c;est pourquoi, nous n7ons employé à l'annexe II une classi.:Bication moins cornpliqu€e qu.e celle qui est ut ilis8o dans certains pays.~ • - r~~-- ldmites de Consomma- Limites des J Cc!'t.EOmma.tior.. ér..er(!é+ :t aue (*) conoùmma.tion tion mo- vitesseE mcyën~ ~~oye::: C::-cE' 1 yenne "nes ' tre..nspor... ~ 1. 1 kcal/t kcal,{ 'i{m/ cnne km kc al/tonne kn km '1,-, 1 .1.~ i l' 1 1 1 i r 1 1 es na-..rigabl es 1 1 !v0i 88 115 80 lOO 80 (100) 80- 115 90 --~· i t 1 l 1 1 i i l 1 ! t i !j 1 i 1 l Ir.-- ...... ' 1 i 1 7,., ! 7C ,u 70 ( 40) 70- 70 e iPipel ines 1\ ~>u; 1 75 75 1 i 1 1 1 l 1 i 1 i 1 1 1 ! 1 l 1 - ,....._.,. •. ! - --,r- i l1 1 1 ~c::.~' -\•. l\... _1 2CC :.CJC lOO 100(50-220) 100- 200 120 32...,88 IRai l i 1 1 1 ! 1 1 ! i 1 1 1 l ' 1 l t 1 i 1 l ::! .- ~ 1 Qr-•r· \• :z / r\ /12() iRoute 1 .,.. ·-·-· \v CU}/ ,J"'-,\,..1 1 400 (370) 340- 420 375 1 65-Sé 1 l (inte:r-uY:c::.~ n :~ 1 l 1 1 1 on 1 ~f,t:;() 1 1 "5920 :1R?0'1 ~650..,.~920 1850 6.10 1 l !' S90 IAvi 1 1 l 1 1 1 1 t 1 1 1 1 'R .. f 1 -- + . - e érence~ i1 ll 20 6 5 9 8 1 )l conformément aux références citées ! 1 i 1 ! L- 1 j 1 1 es vaJ.e"'J.rs erri:::-e par-el'lthèseE ne son-t pas prises en considération pour le oa.lcu1 de la moyenne ( f. ': consow..m8.t;1.c~ dtrecte de oarburar;:~ ou consommation de carburant destinée à le. production d ~ éne-;··.g~ e éJ.ectriqu.e • '1 Consommation d'énergie kea! 1 ti~m 1 1 ~. 12001 ~i l 11000-; 1 800] 6001 Poids en charge 100 % 400i 1 1 200~1~~--~----~~~~~~--~~--~~~--~~--~~~------0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 ----:::::- Poids total en torJles DIAGRAMME 22 CONsœMATIOlT D1 ENERGIE_EN RELA.TIOl~ AVEC LE POIDS TOI'AL DU VEHICULE i c-. -:. 1 Consommation d'énergie kcal/tkm. Voi tlJres de 1 i vrai son ( cot ég.ori !l 1 ) '8000 poidc brut maximal admis- a 1500 kg cible b 3400 kg charge utile a 500 kg b 1600 kg taux de chargement 50 °/o 1a ...... ' ...... ------1b ~ diesel· cycle européen vitesse moyenne ( km 1 h) -----~ 0 10 20 30 40 50 60 DIAGRAMME 23 P..ELATION ENTRE LA COUS())l}lATIŒi D'ENFllGIE ET LA VITESSE MOYEHUE POUR LES ~,VOITURES DE LIVRAISOlf ~onso~~tio~ d'énergie kcal/tkm Voi twre3 d.~ liVL--aison (cR.tée,·rie 1) A cir~ulation urbaine 4 'I'o.ux de charge- ( 0 /o ) ...______..,. 1___ ---~i-. ---~-- . ·----r --"· ----~-- .------!li~lle~n~:.:,t ~ 0 20 40 60 LO 100 piAGRAMME -~ RELATION ENTRE LA Cû.i\fSQ:.t:lA1l'ION 1JiENEftGIE ill1' LE TAùX DE CHARGEMENT POUR LES VOITURES DE LIVRAIS0U -68- ·------Consommation d'énergie 200 kc.ol/tkm 38 t poids total 160 21~25 t de charge 100 OJo de charge 140 120 100 40 50 60 70 --~ km/h vitesse moyenne DIAGR..AMME 25 RELATIOtf ENTRE LA CONSOtJil·iATION D1 EmliGIE Er LA VITESSE :fliOYENNE Consommation d'énergie (kcol/tkm) :POIDS LOURDS A 16oo ' MOTEUIÙÎ DIESEL 1400 1200 1000 600 - 25"/o 400 -- 50c'/., 200 -----75~/, v ------100"/o Poids brut admissible du train routier ------~ r-· 0 --.----r------.---- 5 10 15 20 25 30 35 -~0- DIAGRAMME 26 CONSœ:MA.TION D'ENERGIE EXPRIMEE EN J?ONCTION DU POIDS To:rAL DU VEHICULE POUR DIVERS TAUX DE CHARGEMENI' -69- Consommation d'énergie (kcalltkm) POIDS LOÛRDS (MOTEURS DIESEL) 1 2500 2000 ---..... _____ . 5-t 500 ---~- ~- -==-~~:.:::: ::~--:_~~~-====------'10t --======22 t. 38 Taux: de chargement ( %) --~ t' 0 1 .. -·-----.-----~ ------,------.~----...---..-----.-- 10 20 ~0 40 bO 60 10 60 90 100 -DIAGR ..OOŒ 21 COUSOMM.ATIOlf D1ENE:lt(UE EN FONU11ION llU TAUX DE CHARGEMENT Consommation d 1 JüuJ:gie POIDS LOURDS ( kcal/ t l<.m) {MOTE.'URS DIESEL) 0,5 t 1 t 2500 / // / /---~ ,,....--· 2000 2t "' ·~ ;- .. ~ .. -- •"" ------ 5t ---~· ' 50 ·- -~---- -·------~--- --·· -- ~-... ------20t F•~ ... Li~ urut. &drniusiùle du t.ca.in routier (tonne) :.------~--~--,- ---- ·-- ... 1.------·----T-----~- ---r·------~-- 1------,--- 5 10 'h 20 25 30 35 40 DIAGRAMME 2H Uùi'lSOl'vlMA1.PION D 1E..'I'fE:IH.ffB.: POUR UN TONNAGE llOlfNE DE ClWtGEf.ŒNT, EXPRD.ŒE EN lt'ùl>IC1J.'IOJ:l DU POD:lS iWi;ll:S~DH..:B.: DU TRAD{ ROUriER - '70-- - 71 VII/7 6/7 4-,F Dans pre;Jque tous les pays industrialisés, le secteur des t:::--a.nzports fait l'cbjet do développements considérables., Les modifications technolo giques ininterrompues don-t ce secteur fait 1 '=objet apporter..t des avantages certains nais aussi de nouveaux inconvénients; par ex. les problèmes liés à la plaYJ.ologio (occupation du territoire) et la. contribution du secteur des transports à la chc..rge de l'environnement retiennent de plus en plus 1 'attention dès pouvoirs publics •. On s'efforce, par des procédures multiples de réduire les ~spects défavorables do ce prDgrès~ Les mesu~es prises à cot effet pGuvcnt être classées de la m~ière suïvante: a) .'3.ugr.1enter la proc~uctivité des systèmes de tra.."lspor-t oxista.nts par 1 '3.mél iorat ion du t P... UX d'occupation et pa:: une normalisation do 1' écoule ïnent du t rafio b) promouvoir l~expansion de la capacité des systèmes actuels en construisant de nouvelles voies è.e communication {routes, voies ferrées) c) fa-.,roriser le J.évcloppemont.de nouv~aux systè:nes do transport. Depuis la crise· pétrolière,. on fait preuve d'un intérêt accru: envers les répercussions que peuv:ent ·avoir chacune ete ces mesures sur la consomma tion d. 'énergie. Lo pr.§sent ... chapitre ne traitera que du thème mentionné au point ~ 1 à savoir .les nouvea't.U: syst è~nes de transp.ort. Il aera. impossible dt étl3.blir une différence nettQ on~~ .. l~f? systèmes d~stinés·au transport de vo,yageurs~et'ceux qui sont réservés·au tr~,sport de marchandises; nous m~i:iiiienclrons néanmoins la répartition: ~ystèines de transport urb1.ins et systè:nes.:·interurbains. En ce qui concerne la clernièro cn;~égorie 1 divers systè;nes· de ·transport sur rail en cours de développement feront 1 ~objet d'une attention pa--r-ticulière"' ~/. ' . .,.,r, ·~ \ .. 72 - VII/76/74-F 2. Transport urbain (y compris la banlieue) :i J a.. Généralités ,·( Dans ce secteur, les développements ta<~hnologiques peuvent faire l'objet de diverses classifications. Une clrtssifica.tion·très pratique pour :le planning est celle qui est basée sur la su~erficie du secteur pour le quel le système de transport convient le mieuxe ·on ·pout encore util~ser une classification plus tochnique a~rant peur ".Jaso I 1 infré\structure secon daire nécessaire à ce système (degré de mobilité). La première classification (d'après la. superficie du secteur à dess.ervir), part du principe que les besoins en moyens de transport peuvent varier considérablement dans diffé rentes zones urbaines~ On distingue trois groupes de systè~es avec les secteurs correspondants desservis par ces aystèmcsa le~ ~stèmes de circulation destinés à un secteur de 1-2 km au plus, caractérisés par des mouvements. de transport intensif&. quoique lents; vitesse moyenne de 3~5 km(h, capacité de pointe de 15.000-25.000 personnes par heure. Le "moyen de transport" type est actuellement la marche à pied. i. Chaque "city-center" d'uno grande villo peut poul:' ainsi dire servir d'exemple à cet effijt; - les systèmes de distribution destinés ~ un ·secteur de 1-5 lon, caractérisé par le trafic d '14'\bitation-lieu de travail,· avec une vitesse moyenne de 10.-15 km(h et une capaotté de_ 'pointe. de 5o 000-10~ oob personnes par h~ure. Les moyens de transport· types sont actuellemnt l'autobus urbain, lé tram urbain et même quelque fois la bicyclette (le Vélomoteur); le système nRapid-Transit" destiné à desservir un secteur urbain de. 3-20 km, ést oarae·~~rio' par \a ~~il8P~~ &ee ~t.c.~JP~ dr.:ns lee ~4'"srAipeJ.ea ~ies de passage; la vitesse moyenne étant de 3ô-80 km(h et··la. capacité de pointe 30.000-40.000 personnes par heure. Le moyen de transport type de ce système est le train urbain (en surface ou souterrain). .;. -73- VII/76/74-F On peut déjà ci ter de·s dizaines de développements dans chacune de ces ·catég0ries mais los informations sur leur consommation d'énergie ne sont .. pas encore fiables pour le moment~· La seconde classification 9 pour_ las nouveaux SJ,.st~·Jl"::E de 1.-re:nsport m::.lai':.l""., oui't:rant 1 1 :i.nft~astxuc:ii'tœ"e n?~ossai:r·Q, pa!"'~~ et de disposer de dorJaêes plus Etiree on oe ~rl. oonoerne la oonsor~~ation d'énergle~ ~ effet, les catégories _peuven~ être ~iv~séos dfaprès le degré de mobilité: li~ru cheix de l!itinsraire 1 par ex.: automobiles urbaines électriques, autobus à la demande, etc~? - systèmes de transport guidés sur voie par e:x:e trottoirs roulants, guidage automatique, coussin d 1 air et coussin r.Jagn.étique; syst9mes bi-mode où les véhicules sont en partie non guidés et on partie guidés sur voie.; La grando majorité des d0vcl0ppoments technologiques ont lieu dans le secteur dns système guidés sur voie du fait, notamment que les systèmeœ à. itinéraire libre doivent faire concurrence à 1 1auto particulière et qu'on prévoi~ par conséquent ~~'ils seront très difficiles à introduire sur le 1 marché c Los ~ystèmes bi--mede sord; encore très peu développés d ailleurs et los donn3es dont nous disposons au' sujet de la consommation d'énergie pour des systèuea guidée sur voie ne sont gUère fiables. Dfai.lleurs, ces systèmes ont lfavantage quet l'augmentation do la congestion du trafic constitua11t e~ oe maman~ le problème majeur de la plupr-.,rt. des villes~ ils fournissent la meilleure solution_ à cet éga.rd. Les systèmGs de circulation g\.1idés sur voie sont :réunis sous 1~ rubr:i.c;r..1e ·de "ir8.!lsport_..s~:l', par exl;lmple tro:ttoirs roulants ou po ti tes cabinGs fixées à ùne chaîne~ Pour les systèmes do distribution gt1idés sur voie, on pense ·surto1it au· transport par cabine, f!iinjj.E~~ et Ei&nét~~- avec des 0 cabinesd rcspectivcmunt 6..:.20' personnes et d.:: 20 .. 60 porsorm.GSo CE~S l cabines antiàroment a:u1:-vmatiques sont soit suspen-luos à leur prop~ce st"t"UU-ture soit placées sur cette structure qui a en pri.no~pe la fO:&."'llle d 1 un viaduc • .;. ~ ' J 1 ' : • :) ' ' ' ' ·-14- VII/76/74-F . ~ Los sys_tèmes guidés ·sur voio "Rapid. Transit" sont· re'présantés · . ' _assantiallemont par la ."Persona! Ra.pid·Transit" (PRT) dont .. la proje't p~vdit Çle petites cabines de. 2.:..4 personnes qui· se déplacent a.utoma.tiquemont et .. ' sa.ns a.rrôt sur un ·réseau étendu pour aboutir à un:· tclrminus -donnéo ·On ·envisage toutefois pour lo moment de faire dea·essais à l'aide de cabines de grandes dimensions (pouvant contenir 6-20 perspnnes)i étant donné que la commande de l'ensemble du système aoul~le encore des p~blàmes 0 bo Aspocts énergéti~~o~ Nous avons déjà vu que, parmi les systèmes de transport urbains précités, des dizaines sont déjà au stade du dévelo,pemento Vu le caractère ~:péri mental des opérations, nous no disposons pcs enco~e de chiffres snrs concernant les prestations de transport et 1~ consommation d'énergie do ces systèmeso Les données .du graphique sont basées sur des calculs empruntés à .,, la littérature, aussi le diagranune 29 n'a-t-il qu'une valeur d1 orientationo Il est évident que les informations relatives au taux d'occupation de· _ces :.1 nouveaux systèmes sont très peu nombreuses.. Le diagramme tient comp·te~ d'un taux d'occupation donné par rapport à le totalité des places assisés et debout, co qui correspond à la pratiqua dos entreprises do transport·publio urbain (en Europe 1 du moins) o Dans les systèmes de transport urbai.n actuel lement utilisés, il y a 2 places debout pour une place assiseo • ~ 1 Pour le minitram et le minimétro 1 le projet prévoit quo le nombre des places debout sora do 5o-10~~ du: nombre des placee ~ssises. Le· PRT ne . ' •• ! l' dispose que de places assises. Pour permettre la comp3.~ison 1 les .chiffres les plus récents (1971) dos moyens do trm1sport actuels pans les d~~ .. plus gra.nd0s ville~ néerlandaises on.t été indiqués sur le dia.gra,nnne .. ·, ,'1 1 . 'l Sur cc diagramme, le randemen:t ~nergétique a. été mentionné pour l é'nargie .'·'i primaire, c'est-à-dire qu'an cas de traction électrique, on a tenu compte '~ du rendement d.e la. centrale électrique' lequel a. été fixé à 35% .. .;. ,-.... ·CD -ai~' ~t: ~ ~ p.16 "-" s::. ~ 14 ...... E 12 .x c A x VELOMOTEUR :l l 25 50 75· 100 ~ Occupation ( 0/o) \ DIAGRAIJ!.tE 29 CONSO!,iMA'!'ION D'ENERGIE PRIMAIRE DES SnJrEXES URBAINS Référence : 15 La consommation d'énergie des nouveaux moyens de transport tels que mini tram, n1inimétro, Porsonal. Rapid Transit ( PRT) et trans port continu (par ex. trottoir roulant) n'est inférieure à oelle des systèmes actuels qu'à condition que le taux d'occupation coi t élevé. L'augmentation du taux d'occupation des systèmes actuels peut entratner elle aussi une réduction très sensible de la consomma tion d'énergie par voyageuro/km. -75- 03-2-10004 '·-7.6- VII/76/7 4-F 3· Transnor~ in~~ Dans pres(iue tous les paJrs 1 los problèmes actuels posés par la. circulation se si tuent principal orn-ant dans le dorrcino è~u -'cro...'flsp·'Jrt ur1:x1in (congestion, charge imposée à l'environnement), aussi les responsables de la politique da:r...s ce soctour concGntrent-ils :1ne gronde partie de leurs efforts sur cette quostiono On ::~eut citer néanmoins un grand nombra de développements technolo giques ~~i sont axés sur le transport interubain~ Lïintérêt porté à ce secteur d0coule de la gra.ndo irnporta::1ce qu'on e~ttache à la vi tesse et à l'officûcité des COmmL'flic~ticns intorurQa.ines en tant quo contribution au développement 6oonomicru.e (tant national quï i:lternationa.l) o En autre, dans Io soctour des transports, de nombre~~ systèmes technologiques peuvent être utilisés en principe pour les applications urbainGs ot interurbaineso C®le ari vrai, d~~s une t~ts Er..r:e.nde nseauzre, pour les e?SiGm~s g~déo~ Nous· étudierons dans le présent paragrapho oort~ins aspects des moyens de trc'nsport interurbains~ e.:per9u Génétal de oertainos carac-téristiques dos dévoloppomen ts déjà existants~ données spécifiqu3s concE;;rnan-t les principa:cr systèmes guidés; d8velop:!)emcnt de. trains rapides et de systèmes ultra-:00-pides; a~pe~ts éncrgéti~~eso •, a) @e:çç:1 génj_ral ( tablee.u 11) Comme pour les systèmes de transport uràains ~ la pri:1oipe.lu classi-· fioation ut:L;I.isée ièi pe11;t avoir pour base, elle aussi, l'inflastructure n0cecsa.ire (ou le degré d'autonomie): systèmes non güidés, systèmes· guidés, systèmG bi-modo .. .;. - ',.,, .( ,,'' ;...77- VII/76/74-F' ,. 't Etant donné que l'objectif principal du développement de nouveaux .: ' systèmes de transport intcrurba.i.ns est d'accroître la. vi tesse de dé::;üacemont, .on pe.nse surt.out au transport a.ôrion pour la. réalisation de systènes intai' urba.ins "non gu.idés"o On compte parmi ces systèmes l'AI>AV (avion à décollage et atterrissage vertical), l'ADAC (avio~ à décollage et atterrisaga court) et les avions supersoniques (SST-Conoordc). Pour être complets, nous avons fait figurer ces systèmes da.ns notre a.porçu, mais compte tenu du caractère tràs spéculatif des possibilités de ces systèmes en Euro~e, les informations à leur sujet seront brèvoso Conme pour los systèmes urbains, 1 1 ~ocont a été rlis sur les sys~ SBidés pour los transports intGrurbains. Il conviondra, ici aussi, de s'efforcer d'aboutir & une classification· en fonction ~u type dos nombreux systèmes qui sont au stade du dévoloppeoent ou des essais dans lo monde entier~ ·, La classification la plus importante est cell~ qui ost bcsée s~r la nature du système de sustentation: roues en acier sur rail en acier pneu en caoutchouc sur voie on béton coussin magnétique ou coussin d'air. Compte tenu des grandes différences que présente la résistance du roule cont ou lo pouvoir de sustentation de chacun da cos t,ypcs de support, l'effet a~ercé par un tel système sur la conso~~ation d'énergie est considé ra.blao Outre le développement spécifique de systèmes do sustentation et de gui~age, il existe aussi d'autres développements dans le domaine de nouveaux appareils de propulsion adapt~s. En règle générale, les systèmes guidés sont équipés de moteurs d.iesel ct de moteurs électriques de grandes dimensionso o/o ~ ï8 - Le ma11que de ~ntaot direot ent:t·e 1 e vê~ oule et la voie, oomme o'est le cas pour les sys~èmes à coussin magnétique et lee systèmes à ooubs-::_:n. ,:P~:i.r, obl:tge à re~m.u·ir à des sr.rtèmea de propulsion spécieux et :n.o·t?Jnm~nt des él '3c:~rornoteurs linéaires, la p:t-o~Jt.~.lsion par réa'Jt.i 'Jn ou par hél:!.c;e" Chaque s:.;·st8me a.e propul E1.on nO\.:~..reau pc-.ssède à Sr)n ./ ou::.-r eé r..o-~wel"':" leR oax·ao'tdrluhiq1l:-es én~r.~;é·'!j-~q·aes (voir lit1;e·r·e, d). Ua trui sièrne f'a~.Jteu.r ne tD.rdera gt1ère à j oue1· un rtl e im:Porta:nt da~c ces '.iéveloppeme11ts, oom:pi;e ienu des vi·;esses préVttes (2.00 500 krn/h), à savol.r !.e pro:"il a.érod~\ll'l.amique.,. En efYEd:, a-.;.reo de telle:.J vites sec, l ~effet d.e la ~:ésistance de 1 'air our la ')C:n ~·.om rr;at~-.on d' 0nergte :œott cle façon eJ::pOl.Len..?;;:te:.:e., Pour le:s ;::;ytèmea combi nés ou lee ~~i;::~c ~L-moêJsr?.:!. il arl•~-tti;. pl.~~.,.;~1~.a &u:i#r·t,t~ "00!.H!~.'b1lités, n1;.1is eil.~s ont en:::;ore un oarao·l;8re ·b.i"'Op apéoulatif poT:.r le mome!lt. b) ~-~né~!2_,~1~6oif·~~ues de~,:;;~~a.ux. systèm~~~lnte:t·~:~ (voir tablec.u 12) Ce ta~lea~~ doru1a ,.li! aperçu d~::.s caraotéri~~tiques (pil".::11.ées en 1970 - 1972) des i3ystèmes les plus .,.,o:mus avtuelle.men"i~ 1e l·erile ment é:nt;::rg8·d.TJ.e y fi.bl~.re égalemer:;:t ~" exp;~·lmé en ,:-oy~.gr:n:œ-mll'~ ptt~ gp...llon t'te ~~ombus·tible pour la "V---J~'tesse moya.nneu (y oorr.p~,·:.3 par oonsécrJ.en·~ 1 e ral t?r..tis sement. oor.:$ldérabl e da.l.l..s 1 es vi.ragcle)!) Iifo·;1s avo1:s inséré ::!..e ::;abloa·:t 12 · da:1s no~t:re rappo;~"t ë..e marrlè:r·-3 à. pouvoir _oonfl.. onter d:~_vere S\1stème·s (r.:ystémes déjà. existants e·t. nouveaux eys f;èmes ). destinés au t~ra..."lsport des persor.u:..es et des ma.::-chandises '"' 1.. ~&1'1. w:.e p~.1eet·~:ce .:.:...~ '-Îct::I~"'~aui:!·tl:l;l t.·~t.re · plusieurs é·Lud~s a.r,1êrioa::nes pa::"ta.."lt de dive:r·scs hypothe~1es, nous avo:o.s mÇ~.i,ntenu dn.ns os· tc,... 'bleo.~l 1 'w..:! té de renà.ement èn·~:rg.§"tiç~.i.e 7 ~ S3;VQ~.~ le ..;oynge:n:--rn:tle par US gaJ.lo·n, .o~. qui oonti!:r::·e essentiellement év.i tableau une va lAt~~ dB comparaison. ... _ 79 ... li!/76/74-F •·. t.' .. , •' o) Le développement d~ t~atns rap~es et de aystèmos ~dés ul~ra= .. 1 :r."apidee On pré·r·oit que les systèmeù de oiroula.tion et dA ··GrallS:;:)crt du nord est des USA, d·u. Japon et de l'Europe ·de 1 1 ouest n~ tardAront guère à ê'tr~ insuffisante pour faire face à la. demande sans oesse œ•oiss!'"mo d.e transport interurba.i!lS rapides. Différentes industries et institutions cherchent des solutions à ce problème. Tro:ta possibilités font l'objet d'études·: la premièl'e est d'a.llt:,omen ter la vitesse du x·éseau ferr~.ria.ire classique, un exemple nous est donné par le .API' (Adva.noed Fassenger Train) anglais et par le TGV des Chem1.ns de fel" frpJngais. On s'attend qt.te oes deux ·trains soient mis en service en 1977-1978,, n existe b~l et bien toute fois une lim~.. té d'ordre teobnlque et économique à oette vitesse et elle se situe vraisemblablement à,· 300 km/h envb:on. C'est pour qUoi, au début des années soixante, on a ~her~hé d'àutres possi bilités de sustentation et de propulsion indépendantes de cette limite. Rentrent en ligne de oomp~e à oet effet le système à coussin d'air et le syst~me à coussin magnétique. Depuis qu'en 1964, les Japonais ont oommenoé à utiliser d~s·~rï tessr..;s Çie 200 k:m/h sur une base .-,oinme::t."cia.le, ·aveo leur lig:r:e Tokaido, l'intérêt vers le développement de trains rapides sur des rails déjà exis-tants ou adapt-és à. oet effet a' est acoru à.àns le monde entier. On tro-uvera au' tableau .13 un aperttt de la situation en.. matià:re de développement datrains rapides. La sustentation et le gQidage de tous les trains rapid~s consiste en roues en acier s~~ des rails en aoier. les principales diffé rences ont surtout é·té observées dans lès systèmes de propulsion utilisés. '·, • • -. Les Français ont enregistré les premiers succès en employant la propulsion par turbine à gazJ d'autres pays appliquent maintenant ce procédé (l'Angleterre notamment). Des moteurs diesel de plus grandes dimensions sont mis au point surtout en Angleterre et au Canada; ils offrent des perspectives in téressantes sur le plan de la consommation d'énergie. Ce sont encore les moteurs électriques qui détiennent jusqu'ici les records de vitesse (365 km/h en France en 1955). c.2) Systèmes guidés ultra-rapides n est évident que la vitesse des trains classiques ne peut pas ~tre augmentée de façon illimitée. Au-dessus de 250-300 km/h, les problèmes techniques (stabilité et adhérence au rail par ex.) s'accentuent considérablement • En outre les frais d'entretien (et la conson~nation d'énergie -voir d) augmentent de façon très progressive avec la vitesse. La voie doit @tre adaptée aux vi tesses accrues, ce qui nécessite souvent la construction de tra cés entièrement nouveaux (voir tableau 12). Sur des distances moyennes, entre 250 et 1000 km, les vitesses élevées oont souhaitables néanmoins. Différentes études font ap paraître que, sur de telles distances, le trafic aérien ost net tement désavantagé par la mauvaise organisation des services connexes (transport aérodrome-ville, notamment). Sur de telles distances, de nouveaux débouchés pourraient s'ouvrir aux systèmes rail-roue/ultra-rapides; c'est ce qu'illustre le diagramme 30. 1 Durée du trajet QQ i· " ~ 0 200 400 600 BOO 1000 1200 1400km DIA~1ME 30 DIAGROOlE DUREE DU TRAJEl'/DISTANCE DE Distance DIVERS SYSTEMES DE TRANSPORT O':l~2-10004 Référence : 37 -80- - 81 - VII/76/74-F Rentrent seulv.:'s en ligne da oompt;e l~s ·ifltesses 'ploo i;lwées\. les systèmes à s-urrte:ntation, à g~dé:,ge et à propulsion sans ~ontavt. Deu:x: versions teobnolog:Lques différentes sont en voie de dévelop pGmerrt aotue~~lement : le système à coussin d'ai:- et le synt.èrne à coussin magnétique. La :it·téra'tm"'e américaine réurd t néanmoins ces deu:x: systèmes en un se·J.l g:coupe, à cavoir 1 e TAGfl ( Traoked .Ai.r Cushl. on Vehi cl es) • Dans les ~y~!_~_mes à ooussin d ~ C:Llri' on utilise 1 'impulsion du jet d'air (lui s' éohappe pou.!' faire flotter le véhicule au-dessus de la v-oie sur ur... e f'aible distancee Ce-tte teoh.."Li.que est un dé·V'elop pement plus poussé du Hovercraft ar~lais. Une sustenta·tion sans ccnt.ac~ nécessite tme commande é6alement sans oonta~t. Les Fran çais ont appliqué à cet effet le ·tur·bopropulseur e-t le moteur à réaction (o..d:t"'r..''t·r"&~, no~!,ta:nment) G,"U:\ a"l'Sten"G dG~à :t'ait laur prewes d,a;n}~ 1 ~avi.~,.tion:'l Les Anglais ont mis au po:!,nt un moteur linéaire spéo:i.al~ Ge moteur est rresque silenoieu..x: et ne possède aucune par·tie mobile, :par contre !a technique plus complexe et le fa:~.ble rendement oonsti'tuent des désavantages. Les persp(H.rtives d'avenir des véhicules à oous0in d'air ont paru at~trayantes jusqu 'à l' appar-1:tion du ~E~èm~ à ~~~:b.~..E!~~!~~· La teolr.uique de oe dernier système est plus avancée (bien que mo:i.ns dévelcppée pour le moment), n1ais les véhicules auxquels elle es·li appl:i..quée ont le grand a·7antage de consommer moir.~.s d' énergie et d' 0·tre pl us sil enoi eux. Elle a encore Ull autre avantage important sur 1 e sys·tème à cous sin d'air, à savoir de rê souire le p:t:oblème de 1 f aiguillage dans le système dit à sustentation électromagnétique. L'aiguillage est 't·n élérr.en"t. ino;is,enga"ole du r6seau.o Lv en·f;;refer plus large utilisé pour le sys~ïèr:,e à coussin d'al~ pose, lors de 1 'applioat!on du système d.e propulsion le plus employé, o' est-à-d.ire le mo·teur linéaire (LIM), .de nombreu-,c problèmes q1rl. n'existent pas dans le cas de la suspension magnétique (ent~e- .fer moins large). • • On distingue deux teohnolo_gies différentes dans_ le cas de la. sustentation magnétique_ : flfl;- ~fi ·Gte!imn.z-·z &i~ Techniqüe de A Technique B Technique b sustèntn.tion à de 811etentation de sustent~tion coussin électromagnétique électrodynamique A = coussin d 9air B = électromagnétique C = électrodynamique DIAGRAMME 31 DIVERS SYSTEMES DE SUSTENTATION A COUSSDJ Référence : 31 -le système à sustentation électrodynamique (EDS) est basé sur l'effet de répulsion de champs magnétiques engendrés par de puissants électro aimants pourvus de superconducteurs. Ce système est caractérisé par une hauteur en sustentation relativement élevée; il est en voie de développement chez Siemens en Allemagne et aussi au Japon • . -le système à sustentation électromagnétique (EMS) fonctionne à l'aide d'élcctro-aimants réglés placés dans le véhicule qui attirent des rails de réaction incorporés dans la voie. A l'aide d'un système do réglago, on peut maintenir une faible hauteur en sustentation (entrefer) sans aucun contact. Ce système est surtout mis au point en Allemagne et notamment par )ffiB et par Krauss~affei (Transrapid, Tra.nsurba.n). Aux Etats-Unis, où les travaux de développement sur les systèmes à coussin d'air ont été plus nombreux (Hovertrain, notamment), la firme UTV effectue actuellement des essais sur un système qui combine le coussin magnétique et le coussin d'air. Ce système dont le principal intér@t est de permettre la réalisation d'économies d'énergie, est basé sur un guidage électromagnétique et sur un coussin d'air pour le système de sustentation. Il importe de souligner qu'aucun de ces systèmes n'a encore franchi le stade du prototype sur la voie d'essai. 03-2-10004 -82- - 83 VII/76h4-F Les exper-!is indépendan-ts insistent surtout s.ur les nombr~ux problèmes techniques t:;no0re i:crésolus q-c~. ss présentent lorsqu'on ~~J.grae.nte la- v:i. tesse (de 300 kmjh à 500-~/h)o n existe onoore t en .~:.~oü.t cas en Em"ope de 1 'oueEd~, un grunrl norr~1n:e. de problèmes non teohnj.q~iles qui doivent ~tre étudiés avant que les système3 de transport ultra-rapides ~uissent dev~nir _op8~a~ion~els. Les problèmes techniques qtù. se pr:âs•~ntent. lorsqu • on augmente le-s vi tezses orc:.inairement ap:p:!..iquées à, 1 tneure aoiuelle (de 300 km/h à 500 k:rn/h) se situen-t dans le domaine d.e la teo11.r.ique de la propulf:"~ion et de l'aérodynam:ique, lesquelles ont u..'l'le influence prépondsrante sur la oonsommat5.on d 9 énergieo C'est ainsi que la ~~~de .1 'air qui augmente en fonotion du carr8 de la vitesse, est Îll."l facr·(ieur l~mi tatif de 1 'augmentation de la vitesse pour touo 1 es systèmes de ~jr.ansport • .Afj.n d'annihiler 1 'effet de cette rês5.S"étnoe, il fa.ut n:'biliser des quan~ïités d q éner~e sa'l:'ls ~esso croissantes : par conséquent, nn train rapide cp.U consomm~ 40ù0 k:V-1/h lorsque sa vitesse est d-"j 300 km/h, en qonsomme~ca 10,.000 à 400 km et mtme 2:0.000 s~. la vitesse est de 500 km/i.'h Il importe dono êga~l emerrt, du point d~) ·çue énergé·tique,. de faire une comparaison entre les puissances. nécessaires à Ull sys·!ième à sustentation d'une pal~t, et celles qui sont r~quises pe~ un système de guidage, d'au+;re parlo On constate de grandes différences eri'tro les tystèmes des·tinés à être concu-r·rentiols- dans 1 'avenir : tra.i.ns rapides et systè:11es à coussin d'air ou à oc us sin magnétiq_11e• Su:r la bape d' expérie:1oe~ .effectuées en F.T:'anoe, _on a pu oo_n:.ü tt::>e q1..". 1un train rapi.d.e roulant à. 3fJJ lnn/h coYtscmmai_..:,;_ plu~ q.e l kV.7/b ;:.ar toJ:~..ne~ alors qu~un .sy~-tème à oouasi~l fleotroma.gnétiqu~ em.r,lo;:ï-cti.~ \\'r-' 4-5 kWhpar tonne e~ un système 'à ·oouasin.magnétique électrodYnamique' '" de 15 à 45 kWlpa.r to·tme·, les Sytrlèmèa ·à·. coussin d'air ·consommant 2~ (â grande vitesse) et 5-7ktlh/t d.a.ns les villes ·(vitess·~ ·~- peu ~levée). Nous avons déjà étudiât. ~u paragraphe e.l, le développement de slst~mef!_ de propuJ.~ plus ~Vld.a .. (par ex. tu:r;obine à gaz, mo teurs diesel et moteurs éleotr:tques) destinés aux -trains ra,idcs. Au paragraphe o.2, nous avons souligné la nécessité d'utiliser une propulsi_on sans contact pour la_ sustentation sans oontaot des systè mes à coussin. Si les français ont surtout construit des systèmes à turboprop1ùsion et des systèmes de propulsion par réaotion, par con tre les anglais et bs éllema.nds utilisent le moteur linéaire (Ln~l) 1 .... ~. qui oo~riént surtout aux suspensions électromagnétiques~ En oe qui oonoerne la oonsommation d'énergie·, 1-e LD.Œ est loin d'avoir les m~mes avantages que le moteur électrique olassi~~e. C'est pour résoudre oes problèmes qu'on développe notam~ent des mo •', ' ,. teurs linéaires syncr~ones. Le prinoipal problème qui) pose 1 'augmenta·tion de la vitesse (de ; .. ·)·,' ',..,, 300 krn/h à 500 km/h) est que cotte augmentation néoessite des in stallations de,. propulsion de plus -en plus gre.ndes et dont le poids représente parfois 60- 70% du poids total du-véhicule 1 En prenant tous oes facteurs ~n considéra.t.ion, on peut admettre que les dom1&es opérationnelles de tous oes no~eaux systèmes ont encore un oaraotêre très-spéculatif~ Les données dont nous dispo sons ont été réunies au tableau 13. t' En oe qui concerne la consommation d'énergie nous connaissons très mal los oaraotéristiques des projets des fabricants. Dans certains cas 1 .. 1 es f'a,'Qri çan:t s ne font état · .... inetd~DJm·ent d • a. il- , lem.,.s - que de la partiqipation de 1 '.énergie au:t dépenSéS dt exp:.oi tation et, dans d•a:\ltres cas, il est ·question de la composante éner...... gétique en kWhinstallé par tonne de poids brut. Ces d.onnées chiffrées n'ont dono qu'une valeur indicative pour celui qui ente~ com~er des consommations effectives. " 1 - 85 - VII/76/74...:F Afin d'illustrer 1 'aspe:.ot énergétique des principaux systèmes men tionnés dans le présent rapport, le tableau 14 contient quelques don nées schématiques sur les vitesses, le poids to.J et le k~'l}llinvesti par -to!'..ne de poida brut.., On trouvera au diagramme 32 UL'1. résumé du rendement Ôlj,ergétique è.es systèmes i11terurbains d.éjà exiS"'~aniïs et des now.reaux systèmes" .: 1 limites dE système 1 guidage de propulsion Avantages Inoonvênients Consommation ~h)e sustenta-tien : d'énergie Szstèmes autonomes peut atterrir à proximité nuisance sonore dans les grandes des villec villes quantitthl Avions ADAC 450-650 - - turbopropulsion 1 . Aviono AJJAV 250-500 -- turbopropul sion peut atterrir da loo villea nuisance sonore da.na les villea très gr.quant. Avions supersoniques max. 2800 - - moteurs à réaction déplacer.~ent trè:J rapide nuisance .conore très grandes poll~ion de la stratosphère quantités Systèmes guidés Systèmes sur rail 24Q-350 voie ferrée claa- roues acier ou 1) 4lectromoteuro : 1) tecr~ologie clasoique entretien de 1~ voie trèo cout f'eibles sique ou cd.aptée, pncuo caoutchouc linéaires ou à piston développée ~~ choc thermodynnmiquei d'où né- qumrtités tracée sur viaduca sur r&ilc acier rotatif 2) faibles quantitéo d'é- cesaité de va.ates tracés 2) turbines à gaz nergie néceosaircs 3) le monorail pose des problèmes pour le guidage d'aiguillage Coussin d'air - 24Q-500 surfaces en béton couaEins d'air 1) électromoteurs linéei- allure régr.ùièrc problèceo d'aiguillage grandes systèmes à coussin horizontales oom- entre le véhicule res avec rail à ré&o- ~~ permet de ~ultiplco ~~ lee ccuocino d'eir provoquent quantités ma.€;nétique me curfaces por- et la voie &u tien dans la voie de systèmes de propul- dec nuisances sonoreo (TACV ~ Tracked Air ta."ltec moyen de co~ree- guidage sion 3) les quantités d'éncreic né- Cushion Vehicle)= guidage vertical sours ou d'élee- 2) hélices entratnécs à cessaireo cu couosin d'&ir aéroglioseur guidé par poutreo en T tro-a.ic&.nts l'aide de turbineo à sont co~sidér&bles pc~ leo ou en U gs.z. erc.nde& vitG3CGO 3) él cotromot eurs à pic- 4) cotit eux ton rot&tif Systèmes à tubes 240-800 tubes en béton ou 1) roues c-...u- rails 1) électromoteurs 1) syotèmco alrcdynn~~qucs 1) tunnelo soutcrr&ins coûteux moyenne en acier, à. la. 2) couaeinc d'air 2) tubes pneumatiques attrayants 2) facteurs technologiques en- (TVS"" cystèmes à surfcce ou couter- 3) coussins u:agné- 2) pe!'Il!ettcnt de trôo gran- core incertains tubes) rains tiques des vitesses 3) les champs magnétiques oon- 3) permettent de li~~ter stituent un danger pour les la nuisance sonore passagers Systèmes bi-mode Systèmes automati- 100-150 ~utoroute normale identique à celui 1) moteur à combustion 1) augmentation de la cé- 1) l'entretien du véhicule est faibles ques sur route à système de gui- des autos utili- intérieure ou exté- curité et du taux d'oc- trop compliqué peur le pro- quantités d~e incorporé sées actuellemEnt ri eure oupation s~ leo auto- priéta.irc 2) électromoteur routeo 2) système complexe nécessaire 2) libre choix de la desto pour le raccord des véhiculea 3) tèrœinal pas néccosa.ire 3) co9.teu."t Systèmes train-auto 15Q-240 voie ferrée nor- roues en acier sur 1) moteur électrique 1) allègœnent de 1 'occupa- sur le plan com:nercio.l 9 no se très male ra.ilo en aoier rotatif ! tion des autoroutes justifient que aur les lon- faibles 2) diesel 2) libre choix de le des- gues distances quantités 3) turbines à gaz 1 tination Tablea11. 11 - lioliVeaux n:oyenc de trc.nsport - Aperçu inc~bre de! poids nombre de t---:-"':""'"":p~·m.:;;::·:.:c:.;:·s;..;:;an==.c.::..e~e::::n:::....:=k:::::W:...... -=------1 taux payG lvi1:)es places 1 total véhicules total nécessaire par tonne d'occu- 'ma.xc:./ccyo aosises (tonnes) du "train" à la sus- en vitesse pation tentation de croisière Trains rapides Turbotrain TGV-001 Fr 1300/260 1200 225 6 3000 13 60 Train Tckaido Je.p. 1230/200 480 390 6 3000 8 100 100 Train JR ultra rapide USA 320/200 1360 1 200 3 3000 14 §lotèmes à coussin d'~ir 1 Ilovertrain ( USA 400/360 120 60 1 6000 1500 100 24 1.1aglev RPA 5001400 !120 70 1 7500 750 107 23 1 '/ ' §lstèrnec non guidés i 1 l ! ADAV j USA 1· t 1 Hélicoptère/voilure pivot~~tc 1 270-550! fsojso 40/50 i 1 7500/ 190/120 12/19 1 USA ! 200-320 f 1 6000 1 ADAC Turbopropul::;ion 1650/400 1120 i 70 1 1 6700' 95 31 1 170oOOC 500 11 SST USA l 2800/2400 ~ 250 1 375 1 Slstèmes bi-mode 1 600 15 125 Système électronique sur USA 1240/160 !120 ~ 40 ! 2 1 1 autoroute (deux autobus) Train-auto pour voyageurs USA !240/150 1 prévioicns pour ~990-2000, pac de données ____ _j ------______..::...,__ __..._ . ___ __;,i ______Chiffres comparatifs pour lo rerAement énergétique : systèmes actuels (en voyageurs/~ile par gallon) avion 15-20~ autobus interurbains 83; auto interurbaino 35; train de voyageurs 65 ( *) 1 voyageur/mile par g-..J.lon = 0,04 voyageur/km par kl:ll1 Tableau 12 - Diverses données concernant les nouveaux systèmes de trancport interurbaine Référence : 8 1 5!{ 1 Pays 1 Train ---_t:on/tren-sr:tios:t··-on---+---V·i~-.~tr-esso ~p-r-o~je-t~~-€~-z-~~t-~~~-~-i-l~i---~p~r-c_t_o_t_~--~~i~i~ km/h Année d'introduction ---~ LaMM~~~o? voie doit-elle 1 •l ktc s ~ati on 1 commerciale 1 i ------~·--- e~~~i~~c~e!~.c--+------T _ .. ~~ ··~··1-- __ ------·--··-~ France 1 TGV 001 Turbo/~la~rique 300 318 -- 1972 i (1978) voie nouvelle l Japon Série::; 951/961 Electrique 260 286 260 197C ~~ 1974 1 voie nouvelle ' USA P.~ctrolincrs Electrique 257 - 1154 1963 i 1969 1 voie &rnélioréE~ USA/Car...ada UAO Turbo Turbo 257 - l 178 1 1969 1 1968 voie améliorée Royau'lle-Uni 1 API' Turbo/électrique 250 100 ---· i 1972 ~ (1978) vo~e ut:l~sé~ actuel. 1 It:ùic 1 ETR-P~at Electrique 25C --- 1 -· 1 l97Z 197~ r VO:i.C amel~creE: Japon 1 Tck'-l.ido Electrique 210 1 257 \ ~l(; 1 196;:.: l 1964 1 yoie ncu..... eJ.le 1 Ïl. lL(' t .._. 972 1 France RTG Turbe/hydraulique 2 Canada rnc DieEZel/électrique 190 1 178 1971/3 : ? 1 voie utilisée actuE:i 0 -=------~--~----·--..... -·------______.... 1_.-_-_- ___ l_ ·-----~-~--~--.. __ j ___ .-·--· ·-·- -~ ------1-- -~--· Tableau 13 - Systèmes de trainD rapides en développement Référence : 38 vi tesse poids charge utile puissance installée maximale total en% du (kW par tonne brute) (km/h) (tonnes) poids total 0 liJ ~tèmes actuels 1 1\) 1 camion ...... 80-120 3,5-38 35-60 % 6-20 0 l autobus 60-100 10-18 20-30% 12-20 8 métro 60-80 60 30% 7-10 ~ train de marchandises 80-100 jusqu'à 2000 30-40 tfo (1 train de voyageurs 80-120 250-500 4à8~ 4-9 avion (DC-8 ; B-747) 845-925 140-320 9 à 11% 130-150 --- Trains ra.J2ides européens HSB (RFA) 300-450 3000 42% 30 turbo TGV (France) 260-300 1 225 6% 10-26 API' (Royau'Ile-Uv.i) 250-400 150 .J~% w 10-20 HST (Royaume-Uni) 200-230 250 5% 8-15 --..---=-- 1 Coussin d'air TACV ! Jl 1, ( prototypes ) transrapid (RFA) 1. 400-500 10-20 20 % 1 85 aerotrain (France) 1 400-500 I 20 30 % 95 ~v~~~n(~~e~-·-)-----~~-4-~--~---~-----~~--j ______l-~-----~ Tableau 14 - Comparaison entre la puissance installée de divers systèmes de tr&nGport actuelo et futurs Référence : 9 et 37 1 ():) \0 1 voyageurs/krr; - lOO wh 2 3 4 5 10 20 30 40 50 100 l 200 300 500 -f helicopter --, 'r 1 large car(1) 1 1 l us sst plane 1 1 1 pullmctn train 1 J tilt wlng vtol plane l 1 1 b 707 & dca jet plane 1 1 b74 7 & Jumbo jet plane i 1 1 1 most cars { 2) '1 1 1 1 1 monorail/noori city bus small car·(2)} 1 1 noon 5th avenue bus european wagon 1its i ! noon city metro 1 1 1 5pm city bus 1 l 1 1 1 small car (4) 2-levcl city bus 1 ' 5pm city motro} 1 2-lever commuter train r 1 i 1 us h!~hwcy bus} london· blrmlngham train f 1 1 1 1 suburban bus ., 1 -, l 1 1 1 1 2 -level electric: train 1 1 1 '1 1 1 1 1 mini automctic train -j 1 l l r 1 1 1 1 microbu·s (7) M 1 1 i 1 1 ! 1 1 1 broad gcuge train , 1 ' 1 1 1 1 1 • 1 1 eJectrlc: bicycle 1 1 1 ! 1 1 1 t blc:ycle r 1 1 1 1 1 1 t 1 l l nombre entre parenthèses = occupants DIACJRAMME 32 RENDEl.r&NT ENERGEn'IQtJE DE DIVERS SYSTEMES DE TRANSPORT DE PERSONNES DEJA EXISTANTS/NOUVEAUX 1 REFERENCE : 10 \.0 0 1 ~ 9~ - VII/76/74-F Les sources d' éne:'eie les p:'.us .import·amcs utilisées actuellement pour les moyens d0 trenspQr·t ·sont les p::."oduits dériv8s du pé1irole brut; le charbon et le gaz naturel sont également employés dans df3 .. fal:bl3s pz-oportio.nso TI est nécessaire que l'énergie dépende dans t!llO moins grande mésure è.e 1 'huile mi:aêrale, en partio pa.roe que la CEE est tri bu... ii::Ür:3 des impo:rtati.ol:ls et en partie pa:roe. que les rése:r'fJes de pé trole ne sont pas inépuisables. D'après les experts, ~e reconversion radicale ne peut être réal:!.sêe en une seule déoennie. l01 les économies d' é.i.1e:r.gie seront poursuivies; 2o la chimie du gaz naturel et la carbochimie seront stimulées. Deo éconcmies peuvent ~tre réalisées lorsque le oonson~ateur d'énergie fait un usage judicieux de cette dernière en ayant recours à, par exŒüple, des moteurs de re:n.dGment supérieur et de ·puissance plus faible dans lesquels le prorluoteut' utilise du gaz brùlé à. la to:rohère~ Le gaz nai;u:rel et le 0harbon peü:vent ôtre transformés suivant un procédé connu du point de -vtte teohnologièple et justifiable au plan économique, -_·: .. en oc:i:'buctibles liq_uides et gaz aux dont 1 'emploi est rela.·bivement. fa cile: méthanol,banzol, et ess~nce syntl.étique, par .exemple~ A long 't'erme, 1 'énergie n,tcléaire et 1 'énergie solaire doivent pouvoir ~tre. exploitées d'une manière rentable• Citons à. titre d'exemple : énergie nucléaire·-:~ éleotric~té , "t H2• La. tec}Jnologie des moyenc de transpor-t n'est pas encore JX"=':r:C'Vonue à un at3.de qui pe.rmet.te l' utiJ {sati on ren·table de formes d .. énergie telles que H e't les aocum~1J.ateurs. 2 Le tab2. oa1.: 15 compare les différentes sources d'énergie : celles qui sont utilisées actuellement au transport sur route ct aussi les sou..o::· ces d'énergie futures potentielles. n convient de souligner qu'un grand nombre des valeurs reprises dans le tableau sont les résultats d'estimations effectuées par deux experts de TN04 Ce sont des valeurs qui ne figurent pas dans la littérature sous une forme directement utilisable mais dont il importe de donn~r une information globale. ,~ 1 ..: 92 - VII/76/74-F 'J, Dans le tableau, seuls le moteur ottS> et ·le mo~eur Dfese:J, son~ • ~1 •• mentionnés en tant que tra.naf'ormateurs de 1 'énergie chimique four nie ··par les combustibles, en énergie méoariiqueao Le moteur Watlkel (à pistons. rotatifs) doit- "être considéré ·comme un moteur otto avec la différe:.1oe t·outefois que le rendement est inférieur a.u rendement du moteur à gaz aspir4 classi'que. En outre, les qualités des émissions sont moins favorables. Or, vu qu'un moteur Wankel est très compact, il est possible d'instal ler, autour de oelui-oi, des instàllaticns d'épuration des uaz d'échappement de grandes dimensions, par exemple des :post-br'ill.eurs thermiques et catalytiques. ~ ' La turbine à ga.z, le moteur à cycle Rankine et le moteur Stirling sont tous à combustion dite extérieure,aussi tous les combustibles cités peuvent... ils 'être utilisés. En outre, le rendement des divers combustibles est sensiblement le m@me,mais les types de moteur que nous avons mentionnés n'ont pas tous le m~me rendement. La. turbine à gaz et le moteur à. oyole Rankine ont un faible rendement ( ,.._ 15 %) , le moteur Stirling un rendement éle.. "é (25 %). Lorsque le ta.tpC de production est considérable, le prix de revient de oes m~teurs est environ 1,5 fois pl~ élevé que celui des moteurs Diesel. Les quali~és des émissions sont très fav~rables par rapport . ' à l'u~ilisatio~ d'essence dans un moteur otto (environ 70% de moins). 1 1 On entend par "qualités des émissions" (expression qui figure dans une. colonne 'du tableau 15) la pollution de l'environnement provoquée par les g~z d'échappement et l'évaporation du carburant contenu dans le réservoir et d~ns le carburateur, le ta.U,.."'t d'émission d'tm système. normal alimenté à 1 1 essence étant fi;;::é à 100. La colonne "séour!té" évalue le système de carburation du véhicule, oompte tenu en parti culier des risques d'explosion et de la. ·tc.xioité du carburant. Les a11tres colonnes du tableau n'appellent pas de commentaires. -93- ~a.bleau 15 - Comparaison entre diverses soure_es d'~'i!! Iuvestisserncnts ciMe Cs.ractêristiques Valeur Poids Valeur Type de Re:ll!o:nom Pri.i de Cotl.t du !Stockage dar.A MatUres pre:nU.res calori- spéci- oalori- motE!"!ll' to'bl émiooions ~"pporl a. reved.u stockage et lea a.utos,par le système du moteur et leur disponibilité Source d'énergie ....,,...... "" fique fique c.pprcprié en% psr rapport •cosence com'bust Ide d.iotri- rapport à ct du cct1b11Stible ~e par rapport à un Rel!'.arques ko3l/kg pa.r 1. à 1 • essence un DO- dérivé bution pa.r Il •utilisation kc3l/l d.:mB l:ll mo- &::r otto - dupé- rapport à d.'~sscnce moto= à "ssence - teur otto : · · ce 100 trolc 1 •essence - ind.ice lOO it:dice 100 (<100'" sé- indice indice = cur.aocrue) lOO ·--f:QO Essence 10200 0,76 7752 Moteur 100 100 100 100 Réservoir aous "'18 100 Pêtrol" br.rt 1 ra.r€> da:r.z otto preosion ~tmos. l'av:mir ..mm ,....,., Diesel-cil 10200 0,83 8466 Moteur .._, 24 65 25 100 85 'Réservoir sous ~i..... Diesel '.,reosion a.tmos. ;:1111 l.p.g.(liquéfis.bla 11000 0,54 5940 Moteur "'20 50 "'lOO lOO ,-v200 sous presoion) otto ~rDôüSpre n de 0~~ !10 o.tm.lourd l!létha.nol Moteur ---- 1--· --- -:aé3arvoir"SOü3 Tous les co:::bofO::Hlo 1lo bei:; + Da::l3 U!'l proche .:;.vom.r sventuellecent.:j!eu1; être (méthjl fu'Jl) 4700 o,no 3760 otto 'V 20 êO 35 130 150 ~~rasoion c.tmos. 110 ----:;-;::.,._____1-::d:-3-ch::-•..,.;.,..po_n_.~s 1.:11 a;ron.lo::.r.t. utili:::é 6.;-al~:::er.t, :::él!lllgé à 1 •essence N258 . Ethanol 6400 0,80 5120 J.!OtBl.lr ""19 90 90 130 Réoervoir sous 105 otto pression o.tr.:os. Produits aericoles J<..st utiliaé dans certains p&fS en voie de dêve- Acétone coco 0,79 5400 ~1otcur ""'19 /"V 100 90 N200 130 ~rvoir sous ----.~-----;~~~-~---~---~1-op_p~~-e.~n=-t-~(CU~ba~,~Pm_·l~i~p~~-·n_s_ss_~}~~-·--~-----+ 105 Pétrole 'brut, r:J.ro d::m3 Peu de è.on."lécs ë.iopontblc:J en tant quo combus- 1 Otto pression atmos. l 'l'o.venir tible pour moteur A.mmoni:l.c \~iquéfia.blo O,Bl 3600 ioloteur ""'20 ,..., 50 r-~100 -v300 4400 ~ TécerVoiriiOüS IV 150 § souo presSl.on otto prG~sion de II:! : pa.a de p~nurie Peu dc dor.néea dispcr.iblcs en tant que combus Cl 10 a.t;n. lourd tible po-cr c:ote<.ll'; toxicpe, probUmea de corrosion ~ Gaz z:aturol \ li Commentaires relill:fs à 1 'étude sur .mod~_le Les résultats mentionnés sur leB .diagr~~es 1~ 8, 10~ 11, 17, 33, 34 et 35 ont é-té fournis par une étude sur modèlec La base de cette étude ro(~;;en était un pa:ro automobile/ composé d ~après les don..Ylées d'une é·tud.e statistique. La rêpartitiqn sur le poids du véhicule est j.ndiquée aux diagram..mes 36 et 37, Cette répa.rlj:tion théorique correspond bien à la répartition pratique, dans le dome,ine de poids 500-1100 kgo En outre, ia répartition réelle s' éc.:1-r~e de la répartition no:;."male du fait que le type de voiture auiomo-bile qui pèse plus de 1100 kg est souvent âgEJ..er-Jen·t bf>autou, plus lourde. La. oom... be ~elle a ·~end.~~e i::, M:."e J;~lu.$ liuêei':re de.ns le do.ma:!:.ne ·de poids 1100 - 1500/1600 kg. C'est po~~quoi nous avons fait figurer e~ plus de la oa~égorie de 1200 kg, la catégorie de 1500 kg. Les d:tagramm8s 38 à 41 inal us indiqLtent que certains paramètres varient en fonction de la catégorie de poids, la moyenne e~ l'écart étant mentionnés à chaque fo~s~ Ces paramètre~ s0ni le produit du coefficient de résistance de 1 ~ai:-- pe~r la s:1rface fx·ontale (diagrarnme 38), la charge maximale ad.m:issi"ole (diag1.•amme 31)), la. puiss~nç~ du mo~~ur (diagra~e 40), la cylindrée uu1itaire ou la ' ~ .. ~ . ' . .., ' : ' . . cyiinar~e du moteur (di?.g:_"'ai~.. 'Tle 41). A l'aide. de c.es variables • - '' 1 • d' eJ?-trê.et .. un OJ;'di:nateur a calculé la oonsor..nnation de oom~bustib.les du paro automobile défi~ ci-dessus. Potir des vites ses variables,. la consommation a été calculée pour pl~sieurs oyo~es de c'est ce qu'illustre le di~- gramne 42_.. Pour oh~que cycle, la va.leuï:" de la, vitesse constante et de la vit~sse moyenr1:e (y -~ompris 1' a.rrgt) ont été indiquée_s. : - Les cycles ;I. à 5 inclus ont été. obtenus à 1 'aide d'une analyse du trafic urbain à Cologne. Le oyole ECE e.st le "cyc].e europée:p." pour le oontr8le des gaz d' é0hê,.:pp8ment~ ...... -,, ?''?··?. ,_. "rÇ':'f'l~1t~ 1 'i 1: l' . 1: . i- Le oyole 7 a ~é ajouté à. 1' ensemble afin d'essayer d • e~glober dans 1 'analyse le trafic interurbain (autorouteS' exceptées). Le oyole 6 est une version abrégée et surtout plus lente du cycle 7 qui pour rait ~tre considéré comme représe~ant les régions interurbaines ;,-'' ','\ très peuplées où la vitesse est limitée. Toutefois, oe cycle a sur tout été mentionné pour servir de oontrele. Sa vitesse moyenne est sensiblement éga~e à oelle du cycle 5. D'ailleurs, la consommation oaloulée pour les oyoles 5 et 6 est pour ainsi dire la, même, a.~ssi semble-t-il justifié d'introduire le oyole 7 dans la série l à 5 inclus. Lorsque les diagrammes 8, 17, 3~, 34 et 35 indiquent "trafio urbain" on entend par là le oyole ECE, alors que 1 'expression "route lkëwe'' concerne les ré sul tata du oyole 5• Enfin, nous avons essayé de cal culer la consommation sur les autoroutes en introduisant des varia tions de vitesse de 80 et de 120 km/h, avec des accélérations et des 2 rale~tissements de 0,25 m/sec • La consommation qui en a ré~ulté était néa.n.'lloins iden~ique à la consommation pour une vitesse con '' stante de 100 ~/h. \r, Les diagrammes 33, 34 et 35 dem~d~nt encore un supp~ément d'informa.- 1 ' tions. Le diagramme 33 repr~sente la relation entre la ~o~sommation. d'énergie et les modifications intervenues d.a.ns la résistance au rou ''• lemem. par opt::.ltlalisation des pneus et du rev~tement de la route; ,' ., toutefois 1 'effet exercé est m~nime •. Le diagramme 34 ·indique d'une ' . •\ . part la consommation d'énergie et d'autre part le produit du coeffi- 1 i cient de rêsis·tanoe de 1 'air C et la surfaoe frontale F. w ' Ce ~~e permet d'avoir une idée approximative de l'effet exercé sur la consommation d'énergie par les Paramèt~e~ ~é~odynam~ques et dimension."'lels. Dans le trafio urbain., oet effet est négligea'Qle, il est relativement faible sur les routes libres. Le diagramme ~5 .fai~ apparaître l'effet de la. cylindrée du moteur, pour un poids: déterminé du véhicule, sur la. consommation d'énergie. Da.ns le trafic urbain, .oet effet peut déjà représenter une augmentation de 10 % lorsque la cylindré~ passe de 1300 à 1600 oc. - 96- VII/76/74-F Toutefois~ oet effet est peu marqu~ sur 1 es routes libres.., Comme nous 1 'avons indiqué, les diagrammes 7 et 8 ont été établiS su~ la base de cette étude sur modèle~ 0 • kcal/km CONSÇ>MMATION D'ENERGIE 1000 800 600 ~------.-l ROUTE LIBRE 400 VO ITüiDl PRIVF.:E 900 i COl~·sœ7M.ATION J) i ENERGIE .~·· -97· 0 3-2-1 00~0=..;.4a;__ _ _J 1000 ·- 800 ,, 600. 400- - 900ky t:L>etficien.t de :r·,es:'L stfl.l'lce de J jair ------~--· 1 .;.!.il~'Nl CAüLB, ~-AH i}:~J b1ü!"ï.tr.'ICA'J:IONS ~;)L1 . ·u~. RESISTANCE DE L'Am SUR LA ~!ONSOM1•1ATIŒJ D t:B_:l'.JB:Ji;1I.!~ kcal/km 1000 lJRB· .. rn vo-rru;:rtr; Pïr.vK:; __ 900 ~~g 0 0,5 1,0 1,5 2,0 ltr DIÂGftlll~ EH,ill DE Lé. OYtlliDRFF. DU MOI.'EUR SUR LA CONSOMMATIOlv D'ENERGIE (le poids d-u. 'ITéhicul e étant constant) -98- _. 0 /o P.ARTIE CllivruLATrn: DU VOITURES PRIVEES P...l\.RC AtJlrGlOBlLE 100 .- - ~ ~ REPAR.Trl'ION REELLE (GLOBALE) G VEHICU!Ji: PRET A L'E:fi1PLOI 6 8 10 12 14 1600 kg . :P_!S.~_~'Vi~:1;: ___ 2§.. REP.ARTl"TIŒiJ DU PARC AUTŒ~IOBIJ;E EN. FONCTION DJ!J LA CATEGORIE DE POIDS VOITURES PRIVEES 0/o par kg RF.PAR1rr!IION DU PARC AUTOMOBru: 0,3 0,2 0,1 G VEHICULE~ PRET A L'EMPLOI • 4 6 8 10 12 14 1600 kg DIAGR.Al~Œ _37 REPARTJ.1IIION DU PARC AUTOMOBILE EN FONCTION _DE LA CATEGORIE DE POIDS ~-99-· 0.2 G VEHICULE PREJl' A ----.;;a- L'EMPLOI 0 4 6 8 10 12 14 1600 kg VOITURES PRIVEES kg G ma.x. ad.rn. _G véhicula p:r8t à 1 '€mploi soo- A • G VEHIGULE PRl~'r A L'EMPWI 4 6 8 10 12 14 1600 kg DIAGRAJ.!r.iE )_2 RAPPORT ENTRE LE POIDS DU VEHICULE Hl' LA CHARGE ADMISSIBLE -100- kW PotN VOITURES PRIVEES G VEHICULE FREI' A L'EMPLOI / • 0 4 6 8 10 12 14 1600 kg DIAGRAl'jftiE 40 RAPPORT ENTRE :Œ POIDS DU VEHICULE EJ!' LA PUISSANCE DU MOTEUR ltr v5 VOITURES PRIVEES 4 3 2 1 G VEHICULE___ PRE'!' ____.;:.- A L'EMPLOI 0 4 6 8 10 12 14 1600 kg DIAaa.AMltlE 41 RAPPORT ENTRE LE POIDS DU VEHICULE ET LES DIMENSIONS DU MCY.l'EUR ( CYLDIDREE) - -101- Vc=30 ....,__..1cm =20sec J1cm•20km/h ;1 \ . .1 1 \'-----1 1: V=13,3km/h ECE : V = 18,4 km/h 2 :V = 19,4 km/h 3 :V= 26,4 km/h 4: V=42,6 km/h 5 :V= 60.5 km/h 1 1 1 1 '''6 ~V= 61,3 km/h 1 1 .1 7 :V =71,5 km/h CYCLES DE FœaliONNEMENT APPLIQUES A L1El'UDE SUR MODElE - - 1 ...\. 0 1\) 1 ... ~03- VII/76/74-F foNNEXE !! 1 -,. Le paro poids lourds peut faire liob'jot de la classification globale ci-après (voir tableau.l6). 1. Voitures de livraison 2. Camions légers 3. Camions lourds 4• Trains routiers CATEGORIE 1 La catégorie des voitures de li~Taison comprend les véhicules dérivés des voitures de tourisme (correspondant aux "stationoars"), ainsi que les véhicules conçus spécialement pour la livraison (construction rectangulaire, cabine de conduite avancée). Pour oe der-.aier type éga lement, on fait fréquemment usage de châss~s de voitures de tot~isme et presque toujours des m~mes moteurs~ Les voitures de livraison roulant surtout en ville, il faut donc qu'elles soient conçues pour la circulation urbaine (bonne aocéléra- ti~n,. manoeuvrabilité)~ Les d:i.monsions do 1' espace réservé au charge ment ..·prennent souvent plùs.·d'importahce quo la charg~ utile en kg. ëelle-~i èst iimité~ notamment par. le chai~ du ch~ssis (voir dia -~~e 43)~ Le poids b~t dépasse" ;arcment 3,5 tonnes, compte tenu ·,. ' ' d~s .diverses catégories de permis de coriduii~9 Lorsque des remorques sont utilisées, il ne s'agit que de remorques légère~ à 'un seul 'essieu e~, dan.s oe cas également, le vol1,;;1Ue joue - 1ll'l rôle ·plus ir,nporta.'"lt que la charge utile. Le poiùs trac-té admis .. si1:ùe n' ~cède p~s· le· tiers envi~o~ ··a_u: poids. brut·'~ a~issibl'~. de la ~oi tUre r,n~~~ice (veil'... dià~amn1e 44).· •• • l' Dans la catégorie J.a, la :part des inot?urs diesel est du niême·ordre g~e dan~ le cas des v~it~~-s p~tièul~Lèr_es. -~lle. est sensiblement-' plus élevée dans la catégorie lb~ sans toutefois dépàsser 10'%~ '1 1 ~ ' \ \ 1,• - 104- t''' (' CATEGORIE 2 La catégorie des camions légers comprend les véhicules dont le poids brut varie de 4 à 8 tonnes. Dans cette catégorie, 1 'aooent est plus nettement mis sur la charge utile (voir diagramme 46), bien qu'il arrive souvent que ces camions soient également utilisés en ~lle. Les ~oteurs employés sont soit des moteurs de voi~ures partio~ières, ,'t' soit ~es moteurs dont la construction est identique. Le rapport moteurs à essence/moteurs diesel est environ de 50/50. :Sie11 que oes véhicules puissent en principe remorquer 1/2-2/3 'de J' leur poids brut admissible (voir diagramme 45), ils sont générale .'\ ment utilisés sans remorque. Un grand nombre de oes camions ont été .. · aménagés pour permettre le transport d'un certain type de marchan dises ou, pourvus d'une carrosserie fermée, font o_ffice de messagères. Cette catégorie de véhicules peut 3tre considérée comme une extension t ,,'r, de la catégorie 1. ., ,1 CATEGORIE 3 La catégorie des camions lourds comprend tous les véhicules dont le !' . ' poids brut se situe entre 8-15. tonnes environ. Une partie de o~s véhicules est aménagée po~ le transport d'un certain type de rnar '' 1~ 1 { chandises1 mais la. plupart d'entre eux conviennent à tous les char .\• gements et sont souv~nt _utilisés pe..r des entreprises de t~a.nsport. ns doivent surtout pouvoir servir au transport sur d'assez l~ngu.ès . i ... '• ( distances. Les seuls moteurs utilisés sont des moteurs diesel. dont la oonst:ruction est axée sur la durabilité, eu égard au nombre de ld.lomètr~~ annue.ls paroourus pa.r ces camions. La. ~uissanoe du moteur est généralement très proche d~ minimwn exigé ?.ar la loi; elle est_ dono relativement plus faible que celle des véhicules de la catégorie .2 (voir.diagramme 47). Les camions sont utilisés avec ou sans r~orque, le poids de la remorque étant du m~me ordre. de grandeur que le poids bru.t du camion (voir diagramme 45). · ' Le poids ma.ximal du train routier est souvent déterminé pa.r la. puis sance' installée ( 6 av/tonne sont imposés da.ns la. plupart des pà,ys européens) et non par la conception structurelle. 1. "- ·,. - 105- VII/76/74:--F La répartition exacte du poids brut du train routier entre la voi ture motrice .et la remorque est déternd.née po..r le nombre <1e roues, qui indiquent des variations bi-usqttes de la capacité de cha:.rgemont,. Parmi les véhicules de cette catégorie, une par~ie est composée de véhicules articulés. La ch:u... ge utile est égale c.-ux 2/3 environ du poids brut admissible (vqir diagramme 46), quelle que soit la com position du train (un seul véhicrue, voiture motrice + remorque, · véhicule articulé). OATEOO:aiE 4 Cette cat0gorie consi;i·tue en réa:l.i -té 1a limi~e de la précédente. Le poids b.rut du train routie~ es·f; déterminé par le maximum admis par la loi. La norme européenne est de 38 tonnes. Le poids brut admissible de la voi·h:L1.""e mo·t;rioe es-~ so:i:t 16ton.."l.es (2 essieux), soit 22 tor.Jtes (3 essieu~), aveo r-especrèivement 22 e·t 16 ·~onnes de o!l'l.l"ge tractée brutea Parmi les véhicules de oe groupe, 40 % environ sont composés d'une voiture motrice + véhicules ar"ïio,.:ùési dont la répartition est aussi 22/16 ou 16/22. Cette catégorie ayant l1anlfestement été c:---éée pour fournir une ~apc~"té do ·i;l:;.~"'la port maximaJ.e, on peu:-è admettre qu'il est rc,.re r.r~1e la voit-1..tr·e mo trice roule sans remorque. ta puissance des moteurs varie de 230 cv (6 ~1/tu11ne) à 320 cv en vlrcr-A. (plt>J.G d:e E -f')J!fllt,o~ pour 1 '.Allenagne) • C'est surtout au:x: puissa.noes élevées que 1 ton feJi t us~ge de turbc.-JompresGeurs, afin de ne pas augmer.r~er les dimenslons (déjà oonsidbrables) des moteurs ( 12 1 emri.ron de cylindrée ) .. -----~------~---~-~---~--"--~------...------.,.....------. POIDS BRUT ! CHARGE UTILE : PJL.l{TICIPATIO~l PART DES REMARQUES CARACTERISTIQUES i L i GLOBALE AU MOTEURS DIESEL ,_U_n_e_s_e_ul..... e-r-T ...... r_a_i_n--~ Une oeul è; Train ~~ Parc des 1 Tonnage-1 voiture 1 complet!voiture ; complet véhicules1dispo- t 1 1 ! 1 nible ~ CATEGORIE tonne tonne 'tonne tonne 0 1 UJ1. lo Voiturea de livrai- ao 1,0-2,0 ---- 0,3-0,7 ! ---- 20 2 1 Dérivées des 1\) son voitures de ~ 1 0 1 tourisme 8 b. 2,0-3,5 -- 0,6-2,.0 1 ---- 50 15 10 Avec moteurs 1 de voitures ! de tourisme c 'i 2. C&rnions légers 4- 8 (6-14) 2 - 5 (3-10) 8 8 50 12 1 30 100 environ 5 de 3. Camione lourds 8- 15 14--30 4- 10 8-22 1 % i 1 véhioul es ar- ' 1 ticulés 1 4• Trains routiers (16/22) 38 (9/13) l 10 45 100 environ 40 % de I 23:_251 véhicules ar- 1 ticulés , 1 ' 1 ------______. ______. ______..._ ____ .. ..L~ -=-·--· ----··~------·. ~" ---· ·-·------·-- Tableau 16 - Répartition du ~arc poids lourds 1 ~ 0 0\ 1 ·~ CHARGE UTILE POIDS BRUT ADMISSIBLE (tonnes) camions 3 voitures de livrAison. nu· TRAIN ROl.JTIER (tonnes) (catégorie i) ( oat_,gorie 2, 3 et 4) a. dérivées des voitures de to · be autre~ véhicules · 1 2 140 4 4 * ./ * 1 1 1 1 POIDS BRUT AmfiSSIBLE 1 1 ------...... :==-(tonnes) 0 1 2 3 4 . DIACJRA)1ME 43 RAPPORT ENTRE LE POIDS BRUT ADMISSIBLE El' LA .CHARGE UTILE POUR LES VOITuRES DE LIVRAISON · , PQIDS BRU!' ADMISSIBLE DU. TRAIN R~IER (tonnes) voitures de livraison 20 1 5 ---ro&tégorie 1 ) 4 15 3 10 3 2 5 POIDS BRUT ADMISSIBLE DU VEHICULE (tonnes) POD>S BRUI' AD!·!ISSIBIE =- DU VEHICULE { tor::1es) 0 ------~~ 5 10 15 • 20 25 0 1 2 3_ 4 ' DIA~ RAPPORT ENTRE LE POIDS BRUI' JI..Dî•llbSIBLE DU VEHICULE ET DIA~""E 45 . RAPPORT ENTRE LE POIDS :BRTJI' ADMISSIBU! DU VEHICULE 1 IE POIDS BRUT ADMISSIBLE DU TRAIN POUR LES VOITURES DE El' LE PoiDS BRt1F ADMISSIBLE DU- TRAm -"" .,~ LIVRAISON POUR LES CAMIONS: - 1 ' CIQRGE UTILE (toJmes) QAMXOJS 25 A 20 POIDS BRUT ADMISSIBLE DU TRAllt ROUTIER. (tonnes)=--· 0 5 10 15 20 25 30 35 . 40 DIAœ.AMME. :42 RAPPORT ENTRE IE POIDS BRUF -ADMISSIBLE DU TRAIN ROUTIER Jin' LA CHARGE tJl'ILE P6UR · "- LES·:cAMIONS AVEC OU SANS ~ORQUE El' VEHICULES ARTICULES<; .....·.;#' ... ..-· ~ISSAI(CE DU MOTEUR (~·v •) A 3oo 250 150 50 POIDS l3Rl1r ADMISSIBLE DU_· TRAIN' ROtr.riER (tonnes)· · ----o.- 0 5 10 15 20 25 30 35 40 .. . ~ DIAGRAMME__ A7_ RAPPORT ENTRE LE POIDS BRUT ADMISSIBLE DU TRAm ROUTIER Ell' LA PUISSAlJOE INSTALLEE POUR LES .CAMIONS -108- vrr./76/74-F A11NEXE rn· Faote~ de conversion 1 mile = 1 gallon US = 3, 785 litx·es 1 gallon Œ3 = 4,546 litres 1 Btu = 0 1 252 koal lwh = 1 Kwh - 86'J koal 1 cv = o, 735.'5 kt1 1 mile par gû.llon U3 == 1 Btu/voyage~~-·mile == 0,1566 koal/voyageur-km 1 voyagE:, ur-mile/gallon = 0~04 vkm/K'"Ih -llO- Annexe IV. Liste des tableaux Tableau no. page 1 '!Tansport de voyageurs; cont-ribution par moyen 23 de transport aux Etats-Unis et en Europe 2 P:::'évisions relatives au transport des personnes 24 aux Etats-Unis et en Et1rope 3 Consommation d'énergie relative au transport urbain 30 de personnes, ventilée par type de véhicules 4. Comparaison de la consommation énergétique de 31 divers moyens de transport public, selon des sources anglaises 5 Consommation diénergie~ par moyen de transport, 40 du moyen de transport in·terurbain de personnes. 6 Prévisions du transport des marchandises aux 52 Etats-Unis, Europe et Monde Ooc:Ldental 1 Répartition du trafic de tr~~sport des marchru~ 53 dises en Europe 8 Composition du to~~age total de rr~char-dises trans 57 portées par catégorie et participation par moyen de transport (Pa.ys-Bas, 1968) 9 Changements intervenus dans la répartition par catégories de camions en Europe (1965-1980) 10 Consommation d'énergie par moyen de transport dans 66 le transport de Tnal."'cha.ndises • ,1 1 ·;·'·,r. ( ., . '.• :.\/~ - lll -. Tablea.u;no. 11 Nouveaux moyens de transport - Aperçu 86 ,;, '.1 12 Diverses données concernant les nouveaux systèmes 87 de transport inter~rbains 13 Systèmes de trains rapides en développement 88 14 Comparaison entre la puissance installée de divers systèmes de transport actuels et futurs 15 Comparaison entre diverses sources d'énergie 93 16 Répartition du parc poids lourds 106 . •' '" t 112 Annexe V Diagramme no. page 1 Répal"tition de la consorama.tion d 1 énergie totale 20 dans le secteur américain des transports (1965-1966) 2 Variations dans le temps de la consoL1IIIation d'éner 22 gie propre aux divers moyens de transport de per- sonnes 3 Relation entre la oonso~mnation d'énergie et le 32 taux: d'utilisation (Transpor~ urbain de voyageurs Moyens de transport divers) 4 Relation entre la consomnation d'énergie et le 32 taux d'utilisation. Dispersion pQssible de la oon som.Tilat ion (Transport u.rba.in de voyageurs - voitu res paxticulières) 5 Relation consomr~ation d'énergie/taux d'utilisation. 33 Dispe:--~ion possil)le de la consommation ... (Transport urbain de voyageurs - imto~~s) 6 Re lat. ion entre la consorrr.na·~ ion d'énergie et le· taux 33 d'utilisation. Dispe~.:·sion posGible de la consomma tion (Transport urbain de voyaGeurs - Tl"an-netro) 7 Influence des phénomènes de concestion sur la con 34 so~~ation énergétique (voitures particulières) 8 Influence du poids des véhicules sur.la consomma . 35 tion d'énergie (voitures particulières) 9 Relation entr3 la oonsomma.tio!l d'énergie et le 35 poids des véhicules en trafic urbain 10 Influence de la vitesse moyenne sur la consouma 36 tion m1ergétique des auto~s 11 Relation entre la consomnation d•énercie et le 36 taux d'utilisation d.es autob-~s ,_, - 113 :"'! l'~l Diagramme no. 12 Relation entre la conso~ati0n d'énergie et le 41 taux d'utilisaticn (Tra."'lsport urbain de voyageurs Moyens de transpor~ divers) 13 Relation entre la conspmmation énergétique et le 42 taux d'utilisation. Dispersion éventuelle de la '' ;.l consommation (Transport interurbain de voyageurs Voitures particulières) 14 Relation entre la consomreati·::>n d'énergie et le 42 taux d'utilisation. Dispersion éventuelle de la conso:r.unat ion (Transport interurbain de voyageurs .~.\ut o"'Jus) · 15 Relation entre la consommation éner5étique et le 4~ taQX d'utilisation•. Dispersion éventuelle de la consor.una.tion (Transport interurbain de voyageurs - '\ \ train) (' l,.t 16 Relation entre la consommation énergétique et le 43 ·taux d'utilisation. Dispersion éventuelle de la .,, 1: ·' consommation (Transport interurbain de voyageurs .Avion) 17 Influence de la. charce sur la consommation énergé 47 '. tique (voiture privée) 18 Influence des normes américaines en natière 47 d'émission sur la conso~~ion énercrétique des voitures privées 19 Surconsommation provoquée par des accessoires, tels que la clioatisation et la direction assis tée, en fonction de la vitesse de circulation (voitures privées) .. , t - 114 - Diagrarrnne no. Page Consommation énergétique en fonction du poids du 49 .véhicule pour divers ,modèles de voitures privées 21 Variations dans le temps de la consommation 51 d'êne~gie propre aux divers ~oyens de transport de marohal1dises 22 Consommation d'énergie en relation avec le poids 67 total du véhicule (poids lourds) 23 Relation entre la consommation d 7énergie et la 68 vitesse moyenne pour les voitures de livraison 24 Rel at ion entre la cons.:mnnat ion d v énergie et le 68 taux de chargement po~ les voitures de livraison 25 Relation entre la oonsoBIDation d'énergie et la 69 vitesse moye:n..Yle (poids lourcls) 26 Consommation d'énergie exprimée en fonction du 69 poids tot.al du véhicule pour divers taux de char3ement (poids lou~ds) 27 Consommation d'énergie en f'Jnction du taux de 70 chargement (poids lourds) Consommation d'énergie pour un tonnage donné J.e 70 chargement, exprimée en fonction du poids admis sible du train routier (poids lcurds) 29 Consomiàation d'énergie primaire des systèmes ur 75 bains 30 Durée du trajet/distance de di vers systèmes de 80 transport ...... ~ 115 ~ 'If· Diagramme no. Page 31 Divers systèmes de susten~ation à coussin 82 32 Rendement énereétique de d~vers systèmes de trans 90 port de personnes déjà ex~atants/ nouveaux 33 Effet» des ~edifications intervenues dans la résis 97 tance, sur la consommation d'énergie (voit. privée) 34' Effet causé par les modifications de la résis tance de l'air sur la consommation d'énergie 35 Effet de la cy'lindrée du moteur sur la consom 98 mation d'énergie (le poids du véhicule étant constant (voiture privée) Répartition du parc automobile en fonction de la 99 catégorie de poids (voiture.privée) 37 Répartition du parc automobile en fonction de la 99 catégorie de poids (voiture privée) : , 38 Rapport entre le poids du véhicule et les dimen 100 sions aero~amiques (voiture privee) 39 Rapport entre le poids du véhioule et la charge admissible 40 Rapport entre le poiis du véhicule et la puiss~~ce 101 .. du moteur {voiture privée) 41 Rapport entre le poids du véhicule et les dimen 101 sions du moteur (cylindrée) (voiture privée) 42 Cycles de fonctiom1ement appliqués à l'étude ~xr 102 nodèle 1 1 - 116- • Page 43 Rapp0rt entre le poids brut admissiJle et 107 la charge utile (camions) 44 Rapport entre le poids brut admissible du 107 véhicule et le poids brt1t admissible du train pour les voitures de livraison 45 Rapport entre le poids brut ad.nissible du 107 véhimtle et le poids brut &dmissible du train pour les canions 46 Rapport entre le poids brut admissible du 108 train routier et la charge u~ile pour les camions avec ou sans remorque et véhicules articulés 47 Rapport entre le poids brut admissible du 108 train routier et la puissance installée pour les carJions • • • A,nnexe VI. Références (groupées par chapitres) Introduction 1. "New Technology and Transportation 1970-1990" Eurofinance, Paris 1971.· 2. The motorcar and Natural Resources" G. Leach, OECD, 1972. 3. "The potential for fuel conservation the case of the automobile". "OECD-observer 1974, Februari. 4. "Transportation, Energy and Environmental issue3" "Mitre-Corporation, _WashiLgton, 1972. A~_Transport de personnes 1,2,3,4 5. "Transportation Energy Use and Conservation Potential" E. Hirs~-Science and Public Affaira, November 1973. 6. "Ene~gy Consumption for Transportation in the U.S." E. Hirst,ORNL-NSF-EP-15, Oak Ridge, I1arch 1972. 7. "How much overall energy does the automobile require", E. Hirst,Automotive Engineering, July 1972. 8. "System Energy and Future Transportation" R.A. Rice Technology Review, January 1972. ·9. "Energy. efficiencies of the Transportsystems" R.A. Rice SAE-paper 730066, 1973. 10. "Historical perspective in Transport· System Development" R.A. Rice in Advanced Urban Transport Systems, Carne gie-Mellon University, 1970. 11. "Energy and the Automobile" SAE-paper SP 383, July 1973 12. "Privé vo:cï.;oer ve~c~1us openùaar vervoer" J. B o Zabel, IJ:lNO-N :Lü l.l1:1 :..;~ )·"· ·f ~'(2 o • ~-2-10004 • 0 • 13. "Fens en milieu~ deel 2~ Zorg voor zuiver lucht" door Stuurgroep voor Milieuzorg van het Koninklijk In st1 tuu1; van Ingnnieu:L's. Ui tgave Stichting '11oek0L:!:'3tbeeld dor îechniek no~ 17, 19'l3· 14. "Nato confe.ï.'e:rwé on 'l1echno1of,ry of efficiern; Enerey Utilization11 Octuber ·197 3 .. bijdrage E~ Nassar van Siemens, Erlangen. 15. Voo:cstudit:f..l vah rapport "Energie besparingn van St:J..ch-~ ting '1. 1oekonwtbeeld der 'I'echniek, opgesteld door N. S. • 16. v'Autonto~ive H.ekJearch and development and fue1 econol'!ly" Hearings ·be fore the Commi ttee on Commerce U ~S. Sena te . May-J·urH: 19r!3 ~:;v r.· :'i a.l noD 93-41. 1'{. '11rhe enël.'gy cris.L;3: alternatives for transportation" J.P. Covington3 Automotive Engineering. March 1973o 18. "'11he sea:r:ch fnr transportation alternatives" J .,P~ Covington. Autornotive Engineering .. January ·1974 .. 19. "Passenger Car }l'uül Economy Characteristica on Modern Superh jgh'!tlays~~ J, Jo Cornell .. SAE-paper 650862j .1965~ 20. "Transport maves off oil" G. Leach. New Scientist 8 lfovember 1973. 21. "Fahrzeugantriebe der Zukunft" Teil I und II. H .J .. Fër~rtE1r; K. Pattas, Automobil-Industrie 3/72·-1/73 ·22. "The potential for energy conservation" A Staff Study. October 1972. Executive office of the President (u.s.A.) 23. "The automobile and Air Pollut.i.on: A Program for Pro gress" .. :Part I and II, Report of the Panel of Electri cally Powercd Vehicles~ October 1967. 24. "Fuel i.n Transpo:.rt" ReG. Harman. Traffic Engineering and Gont ro 1 9 l!;e bruary/r'larch 197 4. 25. "Alternatives to the Internai Combustion Engine; Im pacts on ~rnriromnental Quali ty" Ro~e Ayres and R.P. 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