Ecole Centrale <strong>de</strong> LyonBibliothèque Michel SerresAssociation <strong>de</strong>s Centraliens <strong>de</strong> Lyonvenir si l'apparition <strong>de</strong>s accumulateurs alcalins i'ernickel,vers l'année 191U, n'avait donné en Amériqueun regain d'activité à cette industrie chancelante. Uneorganisation méthodique <strong>de</strong> l'emploi <strong>de</strong>s velucules âaccumulateurs, et la diffusion <strong>de</strong> la distribution <strong>de</strong>l'énergie électrique ont permis même, particulièrementaux Etats-Unis, d'anor<strong>de</strong>r, dès cette époque, laquestion du « poids lourd ».Enlin, plus récemment, la pénurie possibled'essence, ou <strong>de</strong> gas-oil, a remis en Jr'rance cetie ques-LiOn à l'ordre du jour.LE PROBLEME DE LA VOITUREA ACCUMULATEURSIl paraît intéressant d'examiner si le problème <strong>de</strong>la voiture à accumulateurs a toujours été bien poseet si les progrès réalisés par les constructeurs, combinésavec <strong>de</strong>s solutions nouvelles, ne permettraientpas <strong>de</strong> sortir un véhicule électrique approprié à chaqueapplication.A coté <strong>de</strong>s qualités énoncées ci-<strong>de</strong>ssus — et combienséduisantes — ce véhicule presenLe en effet <strong>de</strong>sinconvénients qui parurent être longtemps aes vicesrédhibitoires.On lui reprochait son faible rayon d'action : unevoiture taisait au maximum du à i»0 kms par charge.Il y avait les difficultés <strong>de</strong> ta recharge qui obligeaientle propriétaire à s'adresser à un garage susceptible<strong>de</strong> procé<strong>de</strong>r à cette opération.ues Kilomètres à parcourir, pour se rendre au garageet en revenir, venaient encore en déduction duparcours mentionné ci-<strong>de</strong>ssus. Eniin la recharge parelle-même immobilisait le véhicule au moins pendanthuit heures ; son contrôle était rendu à peu près impossiblepar suite <strong>de</strong> l'absence <strong>de</strong> compteurs spéciauxsur la voiture.Ces différents inconvénients semblent pouvoir êtreatténués dans une certaine mesure, comme on le verraplus loin, mais l'écueil principal était incontestablementle mauvais ren<strong>de</strong>ment <strong>de</strong>s accumulateurs et leurdétérioration rapi<strong>de</strong> en raison du régime anormal auquelils étaient soumis.Si l'on utilise, en effet, un accumulateur au plomb,il possè<strong>de</strong> un régime type <strong>de</strong> décharge qui correspondà un bon ren<strong>de</strong>ment et à une usure minimum. Si l'onaugmente le débit <strong>de</strong> ce régime, le ren<strong>de</strong>ment tombetrès notablement et, le t'ait s'aggrave d'un gondolement<strong>de</strong>s plaques et d'un effritement <strong>de</strong> la matièreactive.Or, dans un véhicule électrique, <strong>de</strong>s décharges momentanéeset fréquentes <strong>de</strong> 4 à 5 fois le régime normal(démarrage, déclivités) font payer chèrement lasouplesse bien connue du moteur, si l'équipementn'est pas très spécialement établi pour avoir un bonren<strong>de</strong>ment à tous les régimes.Au début, donc, on a fait fausse route ; on a voulufaire bénéficier la voiture électrique <strong>de</strong>s qualitésd'extrême simplicité mécanique <strong>de</strong> l'équipement àmoteur-série, qui avait valu au tramway un complet- succès.Mais l'automobile n'est pas un tramway !Dans le tramway, la souplesse du moteur, permettant<strong>de</strong>s couples et <strong>de</strong>s vitesses variables, n'est obtenuequ'au dépens <strong>de</strong> la ligne d'alimentation et,abstraction faite <strong>de</strong> réchauffement du moteur, netrouve sa limite que dans le débit maximum <strong>de</strong> laligne.Dans le véhicule à accumulateurs, au contraire,pour les raisons indiquées plus haut, la source d'énergiene <strong>de</strong>vait débiter que dans <strong>de</strong>s limites assez étroites.Le problème se posait donc <strong>de</strong> la façon suivante :Etant donné un courant d'intensité volontairement limitée(maximum <strong>de</strong> décharge fixé par le fabricant <strong>de</strong>l'accumulateur), l'utiliser au mieux pour assurer lapropulsion du véhicule.Dans ces conditions, il fallait, malgré sa simplicité,rejeter l'équipement <strong>de</strong> traction courant à moteur sérieet trouver une autre solution. Plusieurs construc-108teurs ont essayé d'adjoindre au moteur un changement<strong>de</strong> vitesse permettant au couple moteur <strong>de</strong> nevarier qUe dans <strong>de</strong>s limites assez étroites.> Quelque regrettable que soit cette complication,c'était une condition « sine qua non » <strong>de</strong> viabilitépour le véhicule à accumulateurs au plomb, et un perfectionnementsouhaitable pour celui qui utilisait lesaccumulateurs fer-nickel, comme on le verra plus loin.Il est évi<strong>de</strong>nt qu'aux premiers débuts <strong>de</strong> l'électromobile,la perspective <strong>de</strong> manier un changement <strong>de</strong>vitesse aurait écarté un client éventuel et que cetteappréhension a beaucoup contribué au rejet <strong>de</strong> cettesolution.Maintenant, on possè<strong>de</strong> <strong>de</strong>s boîtes parfaitement robusteset silencieuses ; on peut même, par une adaptationjudicieuse d'embrayages magnétiques, établirun dispositif compacte à engrenages toujours en prise,dont le maniement est fort simple. Une objection subsisteencore : la manœuvre opportune du changement<strong>de</strong> vitesse est laissée à l'iniLiative du conducteur qui,par insouciance ou distraction, peut ne pas suivre lesindications <strong>de</strong> l'ampèremètre.L'idéal est donc un changement <strong>de</strong> vitesse progressifentièrement automatique, comme on sait maintenantles construire : un relais modifie la démultiplication<strong>de</strong> façon que l'intensité du courant ne dépassepas une limite donnée.Une autre solution, plus élégante que le changement<strong>de</strong> vitesse est possible. C'est celle qui consiste à construireun moteur électrique tout à fait spécial, appropriéaux caractéristiques <strong>de</strong> la batterie d'accumulateurs,et dont le champ électro-magnétique — : qui conditionnele couple et la vitesse — soit asservi, par unrelais, à l'intensité pouvant être <strong>de</strong>mandée à tout instantà la batterie.Des moteurs <strong>de</strong> ce genre ont été proposés par plusieursinventeurs, dont Krieger lui-même, il y a quelquesannées, mais l'adaptation sur les véhicules n'ena pas été faite d'une manière assez complète. On autilisé, par exemple, un châssis existant dont le rapport<strong>de</strong> démultiplication, dans la transmission <strong>de</strong> lapuissance au pont arrière, n'était pas celui qui convenait.Ei cela a une gran<strong>de</strong> importance, car il n'y a qu'unrapport qui peut réellement convenir pour un moteurdonné et une utilisation largement prévue du véhicule.LE CHOIX DE LA BATTERIEPour montrer qu'il faut bien tenir compte <strong>de</strong>s caractéristiques<strong>de</strong> la batterie qui doit être montée surle véhicule (ces caractéristiques étant déterminéespar les variations <strong>de</strong> la tension et <strong>de</strong> la puissance enfonction <strong>de</strong> l'intensité débitée), on peut rappeler lesrésultats officiellement enregistrés au Concours <strong>de</strong>Bellevue <strong>de</strong>s Véhicules Electriques <strong>de</strong> 1926. Deuxvéhicules absolument i<strong>de</strong>ntiques, même moteur, mêmeéquipement, l'un avec une batterie au plomb, l'autreavec une batterie fer-nickel <strong>de</strong> même capacité en wattheures,ont atteint <strong>de</strong>s vitesses moyennes, sur le parcoursfixé, différentes après le 100° kilomètre. Or, c'estle véhicule muni <strong>de</strong> la batterie fer-nickel qui a fait laplus forte moyenne sur les vingt-cinq <strong>de</strong>rniers kilomètres: 17,5 km/h. contre 15,5 km/h., alors qu'ellea une chute <strong>de</strong> tension beaucoup plus gran<strong>de</strong>.Ainsi, pour un véhicule muni d'accumulateurs fernickel,l'adoption d'un changement <strong>de</strong> vitesse n'est pasindispensable. A un moteur ad-hoc correspondra unebonne utilisation <strong>de</strong> la batterie, mais un moteur quelconque,comme il y en a sur pas mal <strong>de</strong> véhicules enservice, donnera néanmoins un fonctionnement acceptable,la consommation étant seulement plus gran<strong>de</strong>et le rayon d'action réduit en conséquence.Ces accumulateurs supportent, en effet, <strong>de</strong>s taux <strong>de</strong>décharge très élevés sans aucune détérioration etsans autre ennui qu'une évaporation un peu plus intense<strong>de</strong> l'électrolyte. Mais, étant donné leur gran<strong>de</strong>résistance ohmique intérieure produisant une chute<strong>de</strong> tension élevée, ils semblent peu « nerveux » audémarrage.http://histoire.ec-lyon.frhttp://bibli.ec-lyon.frhttp://www.centraliens-lyon.net
Ecole Centrale <strong>de</strong> LyonBibliothèque Michel SerresAssociation <strong>de</strong>s Centraliens <strong>de</strong> LyonTube en coupe (grossi) montrant les couches alternées d'hydrate et <strong>de</strong> flocons <strong>de</strong> nickel.Tube positif, rempliPlaque <strong>de</strong> matières actives, Pochette Plaquepositive. fermé et fretté. négative. négative.Eléments fer, nickel et cadmium-nickel à plaques positivestabulaires.A ce point <strong>de</strong> vue, l'élément Cadmium-Nickel a réaliséun grand perfectionnement, sa courbe <strong>de</strong> tensionest tout à fait comparable à celle <strong>de</strong> l'accumulateur auplomb et ses applications qui se généralisent <strong>de</strong> plusen plus, montre chaque jour <strong>de</strong> nouvelles possibilitésd'emploi.D'autres considérations militent en sa faveur ; parexemple, la charge en est très simplifiée. Etant donnéqu'il peut supporter <strong>de</strong> forts régimes <strong>de</strong> charge (entrois heures au besoin), cette opération' peut se faireavec un minimum d'appareils ; on peut appliquer àla batterie dès le commencement <strong>de</strong> la charge un courant<strong>de</strong> tension légèrement supérieure à la tension <strong>de</strong>la batterie en fin <strong>de</strong> charge, l'intensité élevée au départdiminue progressivement. La batterie se charge doncautomatiquement : il suffit <strong>de</strong> mettre la fiche <strong>de</strong>charge sur le véhicule à toutes rentrées au garage.Inutile <strong>de</strong> dire qu'un tel processus n'est pas à recomman<strong>de</strong>rpour les accumulateurs au plomb.La seule sujétion <strong>de</strong> l'accumulateur alcalin consisteà faire le plein <strong>de</strong>s bacs avec <strong>de</strong> l'eau distillée, tous leshuit à dix jours. Mais il a été prévu, dans ce but, unappareil simple et ingénieux qui simplifie encore cepetit travail et le réduit à quelques minutes.Dans le cas d'un service public ou <strong>de</strong> « poidslourds », la solution pour augmenter le trajet parcourua été d'avoir <strong>de</strong>s batteries interchangeables. Onremplaçait la batterie déchargée par une autre en quelquesinstants.L'accumulateur au plomb n'est pas assez robustepour supporter ces nombreuses manipulations etl'expérience a montré une gran<strong>de</strong> défaillance dans latenue, en quelque sorte mécanique <strong>de</strong> batteries constituéesavec ces éléments. Par contre, l'accumulateurfer-nickel ou cadmium nickel dit « <strong>de</strong> traction », àplaques positives tubulaires, est d'une solidité à touteépreuve : il est littéralement parlant « tout acier »,son bac est en acier, le support <strong>de</strong> la matière activeest en acier, les bornes sont en acier, le couvercle etles bouchons sont en acier. L'assemblage <strong>de</strong> tous lesorganes se fait avec <strong>de</strong>s écrous filetés fortement serrésavec une clé anglaise ; si l'on visite un atelier <strong>de</strong>montage <strong>de</strong> ces éléments, on a l'impression d'être véritablementdans un atelier <strong>de</strong> mécanique.DIVERSES UTILISATIONS DES ACCUMULATEURSA LA TRACTIONPour les multiples utilisations <strong>de</strong>s accumulateursà la traction, on peut distinguer, — en <strong>de</strong>hors <strong>de</strong>s chariotsd'usines ou <strong>de</strong> gares, transporteurs ou tracteurs—, les camionnettes et les camions à usages industrielset commerciaux qui offrent les applications lesplus intéressantes au point <strong>de</strong> vue économique pouliestransport sur route.Le trafic en ville <strong>de</strong> porte à porte, conduit en effet,pour les véhicules à moteur thermique, h <strong>de</strong>s consommations<strong>de</strong> carburant très élevées auxquelles correspon<strong>de</strong>nt<strong>de</strong>s frais d'entretien onéreux.Pour le camion électrique à accumulateurs, l'entretienest très réduit et l'usure très faible, en raison<strong>de</strong> l'extrême simplicité et <strong>de</strong> la robustesse <strong>de</strong> tous lesorganes.L'emploi <strong>de</strong>s véhicules électriques à accumulateursa pris d'ailleurs, déjà <strong>de</strong>puis 1910, un grand développementdans certains pays cependant moins favorisésque le nôtre au point <strong>de</strong> vue ressources d'énergie électriqueet mieux placés au point <strong>de</strong> vue du prix <strong>de</strong>l'ssnc.Aux Etats-Unis, le nombre <strong>de</strong>s véhicules électriques(camions <strong>de</strong> divers tonnages, camionnettes, voitures<strong>de</strong> ville) est évalué actuellement à environ 100.000.La progression a été croissante <strong>de</strong>puis 1919. Sur ces100.000 véhicules, plus <strong>de</strong> 10.000 sont affectés au109http://histoire.ec-lyon.frhttp://bibli.ec-lyon.frhttp://www.centraliens-lyon.net