La possibilité de fabriquer et de produire industriellement des voitures propulsées par les énergies propres est une préoccupation permanente des ingénieurs et des écologistes. Depuis des années, des progrès importants ont été réalisés dans l’industrie automobile pour réduire le taux de consommation de carburants. A titre d’exemple, avec la conception du convertisseur catalytique, le taux de pollution a sensiblement diminué. Un convertisseur catalytique est un dispositif qui traite les gaz d’échappement des voitures avant leur rejet et réduit la pollution de façon considérable. En même temps, les centres de recherche et les constructeurs automobiles souhaitent pouvoir réduire le taux de pollution en développant la technologie de différents types de voitures électriques ou d’automobiles hybrides électriques. Parallèlement à ces efforts, des projets de recherche sont en cours dans différents pays pour étudier la faisabilité de l’usage de l’énergie solaire en tant que source de propulsion des voitures, pour ramener le taux de pollution à zéro.

« Havine-2 », voiture solaire de
l’Université Azâd Islamique de Ghazvin

L’invention des cellules photovoltaïques et la possibilité de produire directement de l’électricité par la lumière et le rayonnement solaire a donné espoir aux ingénieurs de pouvoir mettre progressivement fin à l’usage des énergies fossiles dans l’industrie automobile. La cellule photovoltaïque industrielle a été inventée en 1954, mais pendant ces soixante dernières années, les cellules solaires qui font fonctionner nos petits appareils comme les calculatrices ou les montres, semblent encore loin d’être capables de faire rouler nos automobiles, et demeurent toujours l’objet de recherches, leur rendement électrique encore insuffisant pour faire rouler les voitures. Avec la capacité actuelle des cellules solaires, il faut que les voitures soient d’une très grande dimension pour pouvoir contenir le nombre nécessaire de cellules solaires.

Les meilleures universités du monde et les centres de recherche ne baissent pas les bras. Le travail continue pour perfectionner le rendement de la production d’électricité de l’énergie solaire et son adaptation à l’industrie automobile. Les unités de recherche universitaires et des instituts scientifiques et techniques présentent leurs derniers acquis dans ce domaine lors des expositions et des compétitions internationales. En Iran, plusieurs universités et centres de recherche travaillent dans différentes disciplines techniques liées à l’industrie automobile, et il existe parmi eux deux centres qui mènent des recherches, depuis des années, sur la conception et la fabrication de voitures solaires : l’Université de Téhéran et l’Université Azâd Islamique de Ghazvin.

« Ghazal-3 », conçue et fabriquée par les étudiants de l’Université de Téhéran, a participé à la 13e édition du World Solar Challenge en Australie, mais ce n’est pas la première voiture solaire d’une université iranienne ayant été présente à une compétition internationale. Avant la voiture des étudiants de l’Université de Téhéran, « Havine-2 » de l’Université Azâd Islamique de Ghazvin avait participé à la 12e édition du World Solar Challenge et avait fini 17e à cette compétition internationale.

Voiture solaire « Ghazal-1 »

Fondé en 1987, le World Solar Challenge organise, une fois tous les deux ans, une course de voitures solaires sur un parcours de 3020 km en Australie, de Darwin à Adélaïde. A chaque édition de cette compétition, l’une des plus prestigieuses dans son genre, les meilleures universités et centres de recherche mondiaux sont présents avec leurs prouesses technologiques dans différentes disciplines liées aux voitures solaires. L’édition de 2015 du World Solar Challenge du 18 au 25 octobre a vu cette année la participation de « Ghazal-3 » de l’Université de Téhéran. Avant « Ghazal-3 », les étudiants de la Faculté des techniques de l’Université de Téhéran avaient déjà conçu et fabriqué deux autres voitures solaires. « Ghazal-3 » est une voiture solaire à quatre roues, avec deux moteurs électriques. Elle est la première voiture solaire iranienne qui transporte deux personnes. « Ghazal-3 » de l’Université de Téhéran a fini 11e au World Solar Challenge de 2015 où était présentes 46 équipes de 25 pays : Etats-Unis (6 équipes), Grande-Bretagne (3 équipes), Australie (5 équipes), Japon (5 équipes), Pays-Bas (3 équipes), Turquie (3 équipes), Afrique du Sud (2 équipes), ainsi que l’Iran, l’Autriche, le Canada, le Chili, la Chine, la Colombie, l’Allemagne, Hongkong, la Hongrie, l’Inde, l’Indonésie, la Malaisie, la Pologne, Singapour, la Suède, la Thaïlande, les Emirats Arabes Unis (1 équipe). L’objectif de cette compétition est de promouvoir la recherche dans le domaine des voitures solaires, et plus globalement de sensibiliser aux énergies renouvelables.

Voiture solaire « Ghazal-2 »

Le projet « Ghazal » a commencé en 2005 à l’Université de Téhéran avec le parrainage du constructeur automobile iranien Iran-Khodro. La conception et la fabrication du châssis, du freinage, des roues, du volant… n’ont duré que quelques mois, mais « Ghazal-1 » n’a pas eu le temps de se présenter à temps à l’édition 2005 du World Solar Challenge. Pourtant pour tester cette première « Ghazal », l’Université de Téhéran a organisé au printemps 2006 un voyage de 560 km de Téhéran à Ispahan. Les résultats positifs de cet essai ont encouragé les étudiants de la Faculté des Sciences et Techniques de l’Université de Téhéran à participer en été aux compétitions internationales de Taïwan où « Ghazal-1 » est sorti huitième. Cette première présence à une compétition internationale a permis aux concepteurs de « Ghazal » de bien identifier les points faibles de leur voiture solaire qui pesait trop lourd (350 kg) pour le faible rendement de ses cellules solaires.

Voiture solaire « Ghazal-3 » en Australie

« Ghazal-2 » a été conçue et fabriquée à la Faculté des Sciences et Techniques de l’Université de Téhéran en 2011. En comparaison à la voiture solaire de 2005, « Ghazal-2 » pesait 100 kg de moins (250 kg), ses cellules solaires avaient un plus grand rendement, et son moteur ainsi que ses batteries avaient été fabriqués avec une technologie plus avancée. Sa carrosserie avait une forme plus moderne et plus aérodynamique. Elle atteignait une vitesse de 100 à 120 km/h.

« Ghazal-3 » a été conçue et fabriquée en 2014-2015 pour correspondre aux critères de base de grandes compétitions comme ceux du World Solar Challenge en Australie. En réalité, le but des centres de recherche dans le monde est d’élever les standards des voitures solaires à la hauteur de ceux des voitures électriques ; l’objectif final étant de préparer le terrain à la fabrication industrielle et la commercialisation massive de voitures solaires en tant que véhicules électriques aux batteries rechargeables à l’énergie solaire. Les cellules solaires de « Ghazal-3 » sont les mêmes que celles de « Ghazal-2 ». Elle n’est plus à trois roues, mais à quatre, et sa capacité a augmenté de une à deux personnes à bord. Elle est équipée de deux moteurs, tandis que le volume et la capacité de ses batteries ont également augmenté.

Membres de l’équipe du projet « Ghazal-3 »
de l’Université de Téhéran en Australie

Les règles des compétitions du World Solar Challenge expliquent clairement les objectifs que les centres de recherche se fixent pour améliorer la qualité technique des voitures solaires, et les rapprocher de plus en plus des normes commerciales :

- La course se déroule sur des routes publiques, les voitures doivent donc correspondre aux règles de la circulation.

- Si le poids du chauffeur et de chaque passager (incluant les vêtements) est inférieur à 80 kg, du poids lui est rajouté jusqu’à atteindre les 80 kg règlementaires.

- Les dimensions maximales des véhicules sont 5 m de long, 2 m de large et 1,6 m de haut, ce qui correspond aux dimensions habituelles des véhicules grand public.

- Le créneau horaire de conduite est entre 8 heures du matin et 17 heures. Tout au long du parcours, il existe des points de contrôle où chaque voiture doit obligatoirement s’arrêter. Seule la maintenance est autorisée (mais pas les réparations) durant ces pauses, où les organisateurs contrôlent aussi la conformité des voitures avec les règles.

- La capacité des batteries est limitée à 5 kWh maximum. Au départ de la course, les batteries peuvent être complètement chargées. Elles ne peuvent pas être changées durant la compétition, sauf si elles rendent l’âme. Mais une pénalité de temps sera ajoutée si les batteries sont changées.

- Depuis 2007, des éléments de sécurité sont rendus obligatoires. La décélération du système de freins doit être d’au moins 3,8 m/s2. Le siège du conducteur doit avoir un angle de 27 degrés pour se rapprocher des voitures grand public.

Les véhicules grand public avec un moteur à essence, un moteur électrique ou hybride, transportent quatre ou cinq personnes, et ils sont de petite dimension par rapport à leur puissance. Les voitures solaires ont des moteurs beaucoup moins puissants, et doivent avoir une très grande dimension pour porter le maximum de cellules photovoltaïques possibles. Pour le moment, il apparaît que les voitures solaires ne peuvent toujours pas être utilisées comme un véhicule « normal » dans les villes ou sur les routes. C’est la critique la plus importante que l’on formule à leur propos. Mais il faut se rappeler que depuis vingt ans, d’énormes progrès ont été enregistrés dans ce domaine. Il est donc tout à fait vraisemblable de croire que le processus va se poursuive à l’avenir et que les voitures solaires vont peu à peu devenir plus puissantes et moins grandes pour pouvoir défier enfin les véhicules actuels.

Voiture solaire « Ghazal-3 »

Le projet « Ghazal-3 » de l’Université de Téhéran a duré un an et il a coûté 20 milliards de Rials, dont 10 milliards pour les frais du voyage des membres de l’équipe en Australie. L’Université de Téhéran ne pouvait pas autofinancer le projet, qui a donc été parrainé par la Bank Passargad, l’Organisation nationale de la protection de l’environnement, la Fédération iranienne du Sport Automobile, et plusieurs sociétés du secteur privé. La conception a été réalisée en trois mois par une équipe de 25 étudiants, et le processus de fabrication a duré six mois. Des étudiants des facultés d’ingénierie, de mécanique, d’informatique et d’art de l’Université de Téhéran ont également collaboré à ce projet de la Faculté des Sciences et Techniques.

Après sa participation au World Solar Challenge en Australie, « Ghazal-3 » aura droit à un tour sur les routes d’Iran, l’occasion pour les étudiants des universités de province de mieux connaître les caractéristiques techniques de cette voiture solaire.