Émissions de CO2 dans SCANeR studio

Le réchauffement climatique est un enjeu majeur, probablement le problème le plus complexe que l’humanité ait eu à résoudre depuis l’aube de la civilisation. La complexité vient du fait qu’il implique un changement radical de l’ensemble des activités humaines, en particulier des activités liées au secteur automobile. Tous les progrès réalisés par l’humanité nous ont conduits à ce moment. Ce moment crucial où tous les acteurs du secteur automobile, et de tous les autres secteurs, doivent prendre leurs responsabilités.

Pour rappel, voici quelques chiffres clés pour résumer l’impact des transports sur le réchauffement climatique.

En 2019, les émissions de gaz à effet de serre provenant des transports représentaient environ 29 % du total des émissions de gaz à effet de serre des États-Unis, ce qui fait de ce secteur le plus grand contributeur d’émissions de gaz à effet de serre des États-Unis.

En France, les transports sont responsables de 29,7 % des émissions de gaz à effet de serre. C’est de loin le secteur le plus polluant. Parmi ce secteur, la contribution des avions et des bateaux à la pollution reste très marginale. Les voitures particulières (54%) et les poids lourds (21%) émettent la grande majorité du CO2.

48 000 décès pourraient être attribués chaque année à la pollution par les particules fines PM₅ en France métropolitaine, selon une enquête de Santé publique France.

Remarque : la majorité des émissions de gaz à effet de serre provenant des transports sont des émissions de CO2 (96,9 % en 2019 aux États-Unis).

AVSimulation, conscient de l’impact négatif du secteur automobile sur la planète, fournit des outils pour mieux relever le défi auquel l’industrie automobile est confrontée. Il existe plusieurs façons d’utiliser SCANeR studio pour réduire votre impact environnemental. Nous allons en voir deux différentes dans cet article :

Sensibiliser les conducteurs à l’éco-conduite pour réduire les émissions de CO2,
Utilisation des données sur les émissions de CO2 pour les réduire.

Modification des habitudes des conducteurs

En tant qu’entreprise innovante, AVSimulation travaille avec ses clients sur des projets écologiques tels que le simulateur d’éco-conduite EcoGotchi, alimenté par CALLAS[1]. L’objectif de ce simulateur est de montrer aux utilisateurs que l’adoption d’une conduite écologique entraîne une réduction significative de la consommation de carburant, et donc des émissions de CO2. Après plusieurs phases de conduite dans des conditions réalistes, le simulateur génère des rapports montrant combien de carburant vous auriez économisé.

Un des rapports proposés par le simulateur EcoGotchi entre les différentes phases de conduite.

Conduire en adoptant des habitudes d’éco-conduite est un moyen facile de réduire votre impact sur l’environnement. L’éco-conduite permet d’économiser 5 à 10 % de carburant en moyenne sans augmenter la durée du trajet. L’étude du Massachusetts Institute of Technology (MIT), « On the Road toward 2050 », a montré que la consommation de carburant était directement influencée par l’agressivité de la conduite.

L’éco-conduite ne réduit pas seulement la consommation de carburant et les émissions de CO2, elle réduit également les coûts liés à la réparation et à l’entretien des véhicules, le stress, les nuisances sonores, la pollution atmosphérique locale, les gaz à effet de serre ou encore les taux d’accidents.

Comment les émissions de CO2 sont-elles calculées dans SCANeR studio ?

Dans SCANeR studio, les émissions de CO2 sont calculées grâce au modèle de dynamique véhicule[2] utilisé.

Avec le modèle CALLAS, l’utilisateur peut définir une cartographie de consommation de carburant (en g/kWh, ou en g/s), et spécifier la façon dont il veut l’utiliser (en recourant à une interpolation linéaire ou spline). Une consommation instantanée de carburant sera alors calculée pour chaque valeur courante de régime moteur et de couple moteur effectif. Le calcul des émissions de CO2 se fait ensuite à l’aide d’un coefficient (calcul chimique, utilisant la masse des éléments chimiques) pour convertir la consommation de carburant en émissions de CO2.

Par conséquent, lorsque vous créez ou modifiez votre modèle dynamique de véhicule CALLAS par le biais du mode SCANeR VEHICLE[3], vous pouvez configurer votre véhicule avec votre propre modèle de pollution détaillé ou utiliser des modèles préexistants.

Carte de consommation de carburant dans SCANeR studio.

Pour être plus précis, à chaque pas de temps « t_i », le régime et le couple du moteur sont connus. Ils sont utilisés pour calculer la valeur instantanée “fuel_consumption_g_kWh(t_i)”, qui est multipliée par la taille du pas de temps « dt ». La consommation globale de carburant est : sum(fuel_consumption_g_kWh(t_i) * dt). Et le calcul des émissions de CO2 peut être déduit de la consommation de carburant.

Toutes les données relatives aux émissions de CO2 sont accessibles pendant et après la simulation. Il est possible d’utiliser le mode SCANeR ANALYSIS[4] pour les post-traitements et/ou de connecter vos propres outils grâce au SCANeR SDK pour interagir avec ces données à tout moment de la simulation.

Formats dans lesquels le logiciel SCANeR rapporte les émissions de CO2 et la consommation de carburant :

Émissions de CO2	Consommation de carburant
Instantaneous CO2 output (kg/s)	Specific consumption (kg/(W.s))
Cumulated CO2 output (kg)	Fuel consumption (m3/m)
Specific CO2 output (kg/(W.s))	Instantaneous consumption (m3/s)
CO2 output (kg/m)	Cumulative consumption (m3)

Conscient de l’importance de la simulation dans le monde de l’automobile, AVSimulation joue son rôle au sein du secteur automobile pour aider à développer des solutions écologiques. Que ce soit en proposant des outils performants et en phase avec les besoins du marché, ou en accompagnant nos clients dans leurs projets. Comme l’indique notre « mission statement », AVSimulation accélère et sécurise le développement des solutions de mobilité de demain.

Innovate > Simulate > Accelerate

[1] CALLAS est le modèle dynamique de véhicule d’AVSimulation utilisé dans SCANeR studio. C’est le modèle premium utilisé pour les simulateurs de conduite haut de gamme et l’ingénierie automobile. Le niveau de détail et de validation de ce modèle permet une expérience de conduite réaliste lorsqu’il est utilisé dans un simulateur et peut être utilisé pour développer, évaluer et valider des véhicules et des systèmes dans un environnement d’ingénierie. C’est un acronyme pour : Couplé A La Limite d’Adhérence au Sol.

[2] Les modèles habituels de calcul des émissions de CO2 utilisent une cartographie de consommation de carburant en g/kWh (état de l’art, modèles utilisés pour évaluer les émissions de CO2 en simulation pour les cycles d’homologation des véhicules, ou encore modèles utilisés dans les ECU).

[3] Le mode SCANeR VEHICLE permet à l’utilisateur de :

Interfacer SCANeR avec votre modèle de dynamique véhicule préféré pour le tester et le valider ou pour l’utiliser pour valider d’autres systèmes comme ADAS, etc.
Editer le modèle de dynamique véhicule CALLAS.
Effectuer des simulations hors ligne avec des tests ISO standards de dynamique véhicule.

[4] Le mode SCANeR ANALYSIS est un outil complet qui permet de post-traiter les sorties de SCANeR mais pas seulement. Grâce à son interface graphique, vous pourrez revoir toutes les simulations, les comparer, etc.

Ecrit par Victor Chan Kam Shu.