La Voiture à Aire Comprimé → Fonctionnement

          Le moteur à air comprimé  a un fonctionnement quasi similaire à celui du moteur à  explosion, avec la seule différence que l'explosion est ici modélisée par la détente de l'air. En effet, le système utilisé est celui de la « détente avec travail ». Un premier volume d'air comprimé est injecté dans le premier cylindre. Grâce à cette injection, le piston est poussé jusqu’au fond du cylindre,  ce qui provoque une baisse de la pression et donc une baisse de la température (équation d’état des gaz parfaits : PV=nRT). De ce fait, l’air injecté à 300 bars et environ 15°C se retrouve à 150 bars et -80°C. L’air ayant rempli tout l’espace utilisé par le cylindre, il va s’engouffrer dans un tube métallique comprenant une spirale. Cette spirale, possédant une forte surface de contact avec l’air qui passe, va permettre un réchauffement de cet air (à cause des frottements) et va donc se réchauffer à environ 0°C, pour une pression inchangée et un volume supérieur. L’air rentre donc dans le deuxième cylindre, et pousse le piston par un principe similaire à celui utilisé dans le premier cylindre. La pression est donc maintenant de 20 bars et la température de -80°C. L’air repasse ensuite dans un tube de réchauffement de l’air et en ressort avec un température nulle et une pression de 20 bars. Il est enfin injecté sur l’ensemble des pistons, 4 au total. Lorsque ceux-ci sont pleins, une soupape s’ouvre et l’air est rejeté par le pot d’échappement. Sa pression est de 1 bar et sa température de -40°C. Cet air est donc le même que celui que nous respirons, à une température bien inférieure. La répétition de ce cycle explique le fonctionnement de cette voiture.
 

      Malgré un fonctionnement assez simple et théoriquement efficace, une voiture fonctionnant uniquement à l’air comprimé ne pourrait être envisagée qu’à l’échelle urbaine. En effet, une voiture de ce type ne dépasserait pas les 50 km/h pour une autonomie d’environ 100km, relativement faible en milieu non urbain. Pour remédier à celà, les constructeurs intéressés par le projet d’une voiture à air comprimé (MDi par exemple) dans les milieux urbains et non-urbains se penchent sur l’hypothèse d’une voiture hybride essence/air comprimé. A terme, une voiture propulsée par une bi-énergie pourrait atteindre une autonomie d’environ 800km et la vitesse serait considérablement augmentée.

      L’un des principaux atouts de la voiture à air comprimé, outre le fait que la pollution qu’elle dégage est quasi nulle, est qu’elle peut se recharger à domicile. En effet, en branchant sa voiture sur le courant secteur de son domicile, il est possible de faire le plein d’air comprimé, ou plus exactement de comprimer l’air ambiant. Pour ce faire, l’air ambiant passe successivement dans 5 cylindres de moins en moins volumineux. Malheureusement, ce procédé bien simple en apparence n’est pas le meilleur. En effet, une recharge « autonome » du véhicule serait très longue, et plus coûteuse qu’une recharge dans une station haute-pression. Dans un  tel lieu le principe est simple : il suffit de brancher la voiture à un stock d’air comprimé (d’une pression d’environ 350 bars) et le plein du véhicule se fait alors tout seul, bien plus rapidement que chez soi. Cependant, une seule station, expérimentale, existe pour le moment en France. Le plein d’un véhicule dans cette station dure environ 20 minutes. Le but des industries d’automobiles spécialisées dans l’air comprimé serait de réduire cette durée à 5 minutes, en changeant le compresseur de l’air et en modifiant les réserves d’air.

       Actuellement, des études sont en cours afin de trouver une technologie capable de compresser l’air plus facilement. En effet, l’air est pour le moment compressé à l’aide d’un alternateur et d’un moteur électrique. A terme, le but serait de compresser l’air directement dans des turbines fluviales ou dans des éoliennes.