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Dec 12, 2023

Ce solaire

Argenté, élégant et sportif, Zem n'aurait pas l'air déplacé dans une supercar

Argenté, élégant et sportif, Zem n'aurait pas l'air déplacé dans un championnat de supercars. Mais Zem n'est pas comme les autres voitures de sport - ou n'importe quelle voiture, d'ailleurs.

Le prototype unique en son genre élimine le carbone de l'air pendant la conduite.

À l'aide d'un dispositif de capture de carbone installé sous sa face inférieure, le véhicule à batterie électrique à énergie solaire absorbe et stocke plus de CO2 qu'il n'en émet. Pour réduire les déchets et les émissions de production, la carrosserie et le cadre sont imprimés en 3D à l'aide de plastique recyclé, et l'intérieur est équipé de cuir végétalien à base d'ananas.

Cette création de science-fiction a été conçue et construite par une équipe de 35 étudiants de l'Université de technologie d'Eindhoven aux Pays-Bas, dans le cadre de son projet TU/ecomotive en cours, qui voit les étudiants créer des concept-cars basés sur des technologies innovantes.

"Nous avons implémenté tant de technologies dans une seule voiture pour vraiment montrer ce qu'elles peuvent faire toutes ensemble", explique Louise de Laat, responsable de l'équipe du projet.

À l'avenir, les étudiants espèrent que leur technologie de capture du carbone pourra être installée sur les véhicules existants et contribuer à lutter contre certaines des émissions du milliard de voitures particulières actuellement sur les routes du monde.

Depuis 2013, TU/ecomotive invite des étudiants de différentes disciplines à collaborer sur des projets d'innovation d'un an pour construire des véhicules durables.

L'objectif de l'équipe 2021 était la "mobilité zéro émission", ce qui a donné son nom à la voiture : Zem.

Intégrant plusieurs technologies de sponsors partenaires - telles que les batteries lithium-ion de la société néerlandaise Cleantron et les panneaux solaires de Watllab qui fournissent jusqu'à 15% de la charge de la voiture - l'équipe d'étudiants effectue une analyse du cycle de vie avec le logiciel SimaPro pour calculer les émissions de carbone pour la construction, l'utilisation et l'au-delà de la voiture.

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Réalisant que la neutralité carbone était impossible à atteindre, l'équipe a décidé de trouver un moyen d'éliminer le carbone de l'air à la place.

Zem a deux filtres sous la voiture, à côté de chacune des roues avant. L'air passe à travers le filtre pendant que la voiture roule et le CO2 adhère à un grain spécial à l'intérieur du filtre. Le filtre doit être vidé tous les 200 miles. Les étudiants ont donc conçu une station de recharge pour VE personnalisée d'où le CO2 peut en être extrait. Il peut ensuite être réutilisé dans la production d'autres combustibles, tels que l'hydrogène propre, ou stocké sous terre dans des formations géologiques pour garder le CO2 hors de l'atmosphère.

Bien que l'appareil aide à compenser certaines des émissions de production de Zem, il reste à petite échelle. Actuellement, les filtres ne capturent que 2 kilogrammes (4,41 lb) de CO2 tous les 20 000 milles, soit moins d'un dixième du CO2 que l'arbre moyen absorbe chaque année et 0,04 % des émissions annuelles d'un véhicule typique.

Cependant, l'appareil de l'équipe démontre une preuve de concept. Les étudiants déposent actuellement une demande de brevet et Laat envisage de développer et d'améliorer la technologie de capture du carbone dans une start-up dérivée.

Alors que la technologie de capture du carbone est vitale pour éliminer le CO2 de l'atmosphère, son développement a été lent. En 2020, 44 millions de tonnes de CO2 ont été captées, soit seulement 13 % de l'objectif, selon l'Agence internationale de l'énergie.

Mais cet espace suscite un intérêt croissant. Des entrepreneurs comme Elon Musk investissent massivement dans les prix de l'innovation en matière de capture du carbone, et la capture et le stockage du carbone devraient représenter une industrie de 7 milliards de dollars d'ici 2028.

La quantité de CO2 capturée par l'appareil de l'étudiant peut être limitée, mais ce prototype est une première étape importante, déclare Carlo van de Weijer, chercheur à l'Université de technologie d'Eindhoven.

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Van de Weijer a passé des décennies à travailler dans l'industrie automobile, y compris des postes de direction chez Siemens et TomTom, et a été un mentor pour les équipes d'innovation à Eindhoven pendant des années.

"Si vous considérez que nous ne serons jamais une économie 100% sans combustibles fossiles, ou du moins sans émission de carbone, alors nous devons éliminer le (CO2) de l'air", déclare van de Weijer.

La révolution des véhicules électriques a réduit les émissions au tuyau d'échappement, mais celles créées lors de la production de véhicules constituent toujours un problème croissant. Selon un rapport de 2021 du Conseil international des transports propres à but non lucratif, la fabrication d'un véhicule électrique de taille moyenne en Europe génère deux tonnes métriques de plus en équivalent CO2 qu'une voiture conventionnelle.

Van de Weijer décrit l'objectif de la mobilité zéro émission comme une "pensée audacieuse et lunaire", mais affirme que les idées folles conduisent souvent à des percées brillantes. Si la technologie de capture du carbone de l'équipe est évolutive, il dit que non seulement elle pourrait être installée sur les voitures, mais qu'elle pourrait fonctionner comme une technologie autonome et stationnaire.

"Nous avons des défis gigantesques pour l'avenir avec l'environnement", déclare van de Weijer. "Si quelque chose sort de (Zem) en tant que spin-off, alors ce serait fantastique – cela peut contribuer à cet énorme problème."

L'équipe a terminé la construction de la voiture en mai de cette année et a commencé une tournée à travers les États-Unis en août. Les États-Unis sont le deuxième plus grand émetteur de gaz à effet de serre au monde et le premier par habitant - et près d'un tiers de ces émissions proviennent des transports. C'est pourquoi l'équipe basée aux Pays-Bas a choisi de tourner là-bas plutôt qu'en Europe, explique Nikki Okkels, responsable des relations extérieures pour TU/ecomotive.

"Nous espérons que nous pourrons faire avancer d'autres exemples comme Zem car nous reconnaissons que l'industrie évolue lentement vers la durabilité", déclare Okkels. Voyageant de San Francisco à New York, l'équipe a rencontré de grandes entreprises automobiles en cours de route, ce qui, espère Okkels, pourra inciter l'industrie à se rapprocher du zéro net.

« Nous avons réussi : 35 étudiants avec beaucoup d'enthousiasme mais beaucoup moins d'expérience que la principale industrie avec laquelle nous sommes en concurrence », déclare Okkels, ajoutant que sans les restrictions réglementaires auxquelles sont confrontées les grandes entreprises, elles ont plus de place pour expérimenter. "Nous montrons simplement à la grande industrie ce qui est possible."

Malheureusement, l'équipe n'a pas pu conduire Zem lors de son road trip aux États-Unis : les véhicules imprimés en 3D ne sont pas autorisés sur la route, la voiture a donc dû être remorquée sur une remorque. "La prochaine équipe travaillera avec (les autorités routières) dans ce processus, et peut-être serons-nous en mesure de fabriquer une voiture homologuée pour la route à l'avenir", déclare Laat.

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Zem termine sa tournée aux États-Unis en octobre et retourne en Europe, où les futures équipes d'étudiants continueront à faire évoluer le concept pour mettre un jour sur la route un véhicule entièrement neutre en carbone.

Pour l'instant, Laat poursuit son rêve de développer la technologie de capture du carbone – et espère que cela pourrait aider à éviter une catastrophe climatique.

"Imaginez si vous pouviez mettre en œuvre ce (dispositif) sur tous ces autres véhicules dans le monde", déclare Laat. "Et peut-être pas seulement des voitures, mais même des trains, des gros camions, des bateaux ou des avions. Il y a tellement de possibilités."