Motor Development International

MDI est fondée en 1991 et travaille sur un moteur à air comprimé.

MDI commercialise des usines de petites dimensions permettant de produire localement, et sous licence, des véhicules et des solutions de stockage d’énergie[1]

En 2016, MDI fait partie des huit finalistes d'un concours organisé par l’ONU visant à primer un expert en matière d'innovations en énergie et développement durable[2].

MDI a signé des licences dans de nombreux pays, sur l'ensemble des continents.

MDI a aussi signé des coentreprises, pour la co-production et la distribution de produits intégrant sa technologie. Le dernier « JV » signé fin 2019 concerne une production au Maroc.

MDI annonce régulièrement la commercialisation imminente de véhicules depuis la fin des années 1990 (par exemple commercialisation de taxis propres à Mexico[3] - [4]) à chaque fois sans suite.

En octobre 2015, il apparaît que de nombreux souscripteurs ayant versé de l'argent pour obtenir l'AirPod n'ont obtenu ni le véhicule ni le remboursement de leur argent, ce qui a fait l'objet d'une info-alerte par le réseau Anti-arnaques, une association partenaire de l’UFC-Que Choisir[5], comme Catecar l'avait précédemment fait en 2011[6].

Le 10 mai 2010, MDI a obtenu à Luxembourg une homologation de l’Airpod 1.0, par dérogation, en raison de l’absence de normes européennes sur l’air comprimé pour la mobilité. A cet effet, MDI a reçu du ministère du développement durable et des infrastructures du Grand–Duché du Luxembourg, de la société nationale de certification et d’homologation luxembourgeoise (SNCH) et de Luxcontrol le premier document officiel de réception d’un AirPod. Ce véhicule d’essais ne sera pas industrialisé, MDI ayant préféré lui apporter plusieurs modifications. Ce véhicule biplace sera présenté dans la catégorie des quadricycles à moteurs L7E[7] - [8] - [9].

Les normes européennes intègrent maintenant la propulsion à air comprimé. La procédure d’homologation de l’AirPod est en cours.

Le concept industriel de MDI est étroitement associé à celui d’économie circulaire. Le concept lie un usage raisonné des ressources limitées de la planète et la nécessité de les économiser et les recycler.

L’écologie industrielle et territoriale : la production de véhicules s’effectue dans de petites unités de production, à taille humaine, (pas plus de 80 personnes) qui fabriquent et vendent localement leurs produits, et restent proches du consommateur final. Chaque usine a vocation à produire 5300 véhicules par an, sur la base de 8 heures de travail par équipe. Ce principe de production est suggéré pour l’ensemble des licences vendues dans le monde.

L’éco-conception : l’essentiel des matériaux qui entrent dans la conception du véhicule sont recyclables : l’aluminium du moteur et les pièces mécaniques, la fibre de lin qui, sur option, composera la carrosserie. L’intégration de fonctions dans le châssis et la carrosserie permet aussi un allégement du véhicule et une limitation de consommation de matières premières.

L’approvisionnement durable : prend en compte les impacts environnementaux et sociaux des ressources utilisées, en particulier ceux relatifs à leur extraction et exploitation. Le réservoir à air comprimé du véhicule est composé de carbone, matière inerte et non-polluante. A contrario des besoins en lithium et terres rares sollicités pour les véhicules électriques. La carrosserie, quant à elle, permettra le réemploi de sous-produits de l’industrie du lin.

L’amélioration et la prévention de la production de déchets : À chacune des étapes de fabrication du véhicule, la perte de matière première est extrêmement faible. Lors de l’injection dans les moules, de la peinture des carrosseries, la consommation de matières premières a été optimisée pour éviter la production de déchets.

La consommation responsable : Chaque étape du cycle de vie du produit est aussi « verte » que possible, dans les choix d’achat, lors de la fabrication. L’entretien du véhicule est lui aussi modique. Le moteur n’utilise qu’un litre d’huile et doit être vidangé tous les 30 000 km.

L’allongement de la durée d’usage des produits : la longévité du véhicule à air comprimé n’est pas connue. En revanche, le réservoir d’air dispose d’une longévité théorique de 20 000 cycles, soit une durée de vie supérieure au véhicule lui-même. L’acheteur n’aura pas à changer son mode de stockage d’énergie en cours de vie du véhicule.

Créée par Guy Nègre, la société luxembourgeoise MDI SA, a son siège social au 17 rue des bains L 1212 à Luxembourg. MDI SA détient et gère la propriété intellectuelle du groupe. Deux filiales sont basées à Carros, dans les Alpes-Maritimes. «CQFD Air solution» travaille la R&D, «MDI Prod» constitue une unité de production et de fabrication d’outillages dédiés aux solutions de MDI.

MDI a comme objectif principal de développer des véhicules urbains à air comprimé et des solutions de stockage d’énergie[10].

Plusieurs véhicules sont ou ont été à l'étude sur un concept identique. Les premiers modèles, AIRPod, sont destinés à la circulation urbaine et disposent donc d’une autonomie restreinte. Les autres modèles seront plus adaptés à une circulation tous parcours mais seront développés au fil du temps.

La motorisation air comprimé promet d’être déclinée en air comprimé seul, ou encore, en version bi-énergie, utilisant en combustion externe un adjuvant énergétique - au choix (essence, gazole, bioéthanol,...). En activant cet adjuvant qui chauffe l'air avant son entrée dans le moteur, ces versions auront une autonomie multipliée par trois.

L'AIRpod.

L'AIRPod est un transporteur urbain ultra-léger de 2,13 mètres de long sur 1,5 mètre de large pour deux personnes transportées et 400 litres de coffre doté d'une grande agilité et dont le pilotage se fait via un volant. Selon le modèle la vitesse maximum varie entre 45 et 80 km/h et son autonomie entre 100 et 120 km en air comprimé seul, le triple en bi-énergie.

AirFrance-KLM a signé un accord avec MDI pour une utilisation en lieu fermé sur l’aéroport d'Amsterdam-Schiphol. KLM a testé plusieurs véhicules de l’AirPod1.0 à partir de fin 2009 et durant 18 mois. Les informations issues de l’usage de l’AirPod1.0, ont permis à MDI d’effectuer plusieurs modifications et proposer désormais l’AirPod 2.0.

Le prix tournerait autour des 10 000 € HT, et le plein d’air comprimé reviendrait entre 2 € et 2,5 € pour 100 km, effectué en une ou deux minutes à partir d’une station haute pression. Il est aussi possible de faire le plein sur secteur, en branchant le véhicule sur une prise domestique. Un moteur électrique situé sous le moteur à air comprimé inverse le processus pour procéder au remplissage en quelques heures en fonction de la puissance électrique disponible.

L’AirPod doit être industrialisé en 2020, et répondra à la norme européenne des quadricycles lourds à moteur L7E. Deux déclinaisons possibles pour ce véhicule : l’un, bridé à 45 km/h pour une circulation sans permis, l’autre, avec permis, pourra atteindre 80 km/h.

Actuellement, MDI se concentre sur plusieurs projets de véhicules à air comprimé :

L’AirVolution est un véhicule de collecte de déchets non compactés. Conçu avec et pour VEOLIA. La présentation officielle du véhicule a eu lieu le 22 juin 2019, en présence de Martine Aubry, maire de Lille. Un autre modèle était déjà en fonction sur le site Airbus de Marignane depuis 2018. La production industrielle de ce véhicule de collecte pourrait commencer - dans le courant de l’année 2020.

L’AirPod2.0 est en phase d’homologation. MDI en a présenté un prototype - lors du salon Flotauto 2018, décrochant le prix spécial du jury à cette occasion. Les premières productions industrielles sont prévues en Sardaigne et en Belgique. La société Sarde Airmobility a commencé à produire des carrosseries d’Airpod et l’assemblage des trente premiers démonstrateurs aura lieu en Belgique en 2020. Ils seront destinés aux partenaires de MDI à travers le monde afin qu’ils puissent les promouvoir. -

La Green’Air est un petit véhicule destiné aux golfs, ressorts, sites industriels, et autres lieux privés fermés. Ce buggy peut transporter deux à quatre personnes, selon les déclinaisons, ou du matériel. La réalisation de ce véhicule ne nécessite pas d’homologation, tant qu’il n’évolue pas dans le domaine public. Le Maroc a exprimé son souhait d’en disposer pour équiper ses golfs et domaines hôteliers.

La OneFlowAIR

La AIROne est une voiture extrêmement simple, en quelque sorte la Méhari des temps modernes. Autonomie en mono-énergie (zéro pollution) en cycle urbain entre 97 et 135 km, et sur route entre 291 et 405 km en bi-énergie, vitesse maximum de 98 km/h, avec un poids de seulement 380 kg. Elle serait produite en France à partir de fin 2011. Son prix varierait entre 3 500 et 5 500 euros. MDI n'a pas prévu d'accord avec Tata Motors sur ce modèle contrairement à ce qui a été écrit par la presse. Trois personnes à l'avant, deux sièges supplémentaires à l'arrière en option. Avec un toit (amovible), des vitres, etc., une voiture normale, il faudrait compter 5 300 euros, selon le site du constructeur.

La AIRCity est une voiture urbaine en mode mono et bi-énergie d'une longueur de 3,40 m. Trois sièges à l'avant et deux sièges optionnels à l'arrière. À l'instar des autres modèles, le chauffeur (et donc aussi le volant) se trouve au milieu, un peu plus vers l'avant que les deux autres passagers. Vitesse maximale de 110 km/h, une autonomie en ville de 91 à 127 km et en mode bi-énergie de 273 à 381 km, avec un poids de 600 kg. Elle serait vendue en France, puis en Europe, après l'AirOne, courant 2012, et vaudrait 7 800 euros.

La AIRFamily est un croisement entre un monospace et un pick-up. Elle serait vendue un an après les AIRCity, donc en 2013, en Europe. La vitesse maximale serait de 131 km/h et l'autonomie de 119 à 165 km en mono-énergie, et 357 à 495 km en bi-énergie 2 et plus de 1 000 km en bi-énergie 3, le tout pour un poids de 800 kg. 3 à 6 places. Longueur 4,1 m. Son prix se situerait autour de 13 000 €, selon les données de MDI.

La AIRVan véhicule utilitaire 3 places pouvant fonctionner en bi-énergie 2. Vitesse maximum 113 km/h.

La AIRMulti est un projet de véhicule modulaire de transport de passagers (transport en commun urbain) composé de véhicules autonomes énergétiquement pouvant constituer un train de quatre modules. Une version destinée au transport de marchandises est également à l'étude.

Ces descriptions de véhicules sont celles données par les dirigeants de MDI lors des pré-réservations Airpod-AirOne.

Des modèles de voiture à air comprimé de MDI devaient être présentés au Mondial de l'automobile de Paris 2008 pour une commercialisation prévue au printemps 2009. Mais, aucun exposant de la société MDI n’a présenté aucun modèle de voiture à air comprimé lors de ce Mondial ou même lors des suivants[11].

C'est pourquoi, en mars 2009, après plus de 10 ans d'affirmations et de promesses, aucune démonstration n'a été faite devant des personnalités indépendantes de la société, notamment en ce qui concerne l'autonomie. Il faut tout de même noter que le constructeur indien Tata Motors a réalisé un audit technique de 31 mois au terme duquel il a décidé d'acquérir les droits sur la technologie MDI pour l'Inde.

Le 7 mai 2012, Tata indique dans un communiqué de presse que le concept technique a été validé[12]. Cependant, le projet a été mis en sommeil, Tata Motors ayant cessé toute communication depuis[13].

MDI a créé une solution de groupe électrogène de secours à air comprimé. Il s'agit d'une solution simple dans laquelle de l'air est comprimé grâce à l'énergie du réseau électrique conventionnel. En cas de panne, cette énergie stockée est utilisée pour produire de l'électricité. Toutefois, cette solution, dispose d’une autonomie limitée.

Pour pallier cette faible autonomie, MDI SA a développé une solution plus importante de stockage, et cette fois-ci à base d’énergie verte, par compression de l’air avec des réservoirs plus importants. Les énergies renouvelables ont le défaut de n’être pas constantes. En revanche, cette source primaire renouvelable (éolien, photo-voltaïque, hydrolien, houlomoteur, …) peut être utilisée pour comprimer de l’air et le stocker. Une fois comprimée, cette ressource énergétique reste disponible pour animer une génératrice électrique par décompression de l’air stocké. Cette solution nommée AirWall peut desservir des installations hors réseaux, ou constituer une démarche d’autoconsommation, ou encore permettre, à plus grande échelle, de restituer l’énergie dans le réseau classique en période de consommation de pointe. Un Airlab (un démonstrateur) est en cours d’études et de mise en œuvre dans les locaux de MDI Prod, filiale de MDI SA à Carros.

Le moteur à air comprimé de l'AirPod2.0 est un moteur original mono-cylindre de 230 cm³, alimenté par 2 réservoirs de 125 litres type III avec liner aluminium et enroulement filamentaire de fibres de carbone tressées. L’air est comprimé sous une pression nominale de 248 bars. Les réservoirs peuvent accepter 20 000 cycles de rechargements théoriques.

Un moto-alternateur branché sur le secteur permet également le remplissage du réservoir et assure de multiples fonctions. La boîte de vitesses spécifique aux véhicules MDI, doit assurer une déperdition énergétique minimale. MDI équipera ses véhicules de motorisation mono-énergie, avec uniquement de l’air comprimé, ou bien avec sa solution biénergie. Avec cette formule hybride, un système de combustion externe permanente réchauffera l'air avant son arrivée au moteur. Ce procédé dilate l’air, multipliant ainsi par trois l’autonomie des véhicules, leur permettant, selon leur type, d'être utilisables pour tous les parcours avec une consommation très basse[14].

Le châssis et la carrosserie sont composés d'un sandwich de mousse polyuréthane et de deux couches de fibre de verre / résine polyester. L'ensemble, particulièrement léger, est insensible à la corrosion.

Le système présente un avantage annexe pour les véhicules circulant sous un climat chaud. En effet, la température de l'air à la sortie du moteur est comprise entre 0 et −30 °C, assurant ainsi une climatisation de série. Naturellement, cette énergie provient également de l'énergie utilisée lors de la compression. En revanche, le système ne permet pas de chauffer directement le véhicule en hiver. Pour le chauffage de l’habitacle, l’AirPod utilisera la chaleur dégagée par la recompression des gaz lors des décélérations du véhicule. En effet, ce quadricycle urbain pourra récupérer l’énergie cinétique en recomprimant l’air et en le réintégrant dans le réservoir. Cette recompression produit de la chaleur (près de 200° au piston), laquelle sera réexploitée pour le chauffage de l’habitacle. En cycle urbain, les décélérations sont suffisamment fréquentes pour satisfaire à cet usage.

Les tests d'homologation de l'Airpod ont permis de vérifier et de valider les principaux éléments de sécurité du véhicule. L’Airpod est muni de ceintures de sécurité.

La sécurité des réservoirs d'air comprimé est connue et très élevée. Ces réservoirs sont les mêmes que ceux montés sur les autobus urbains, qui eux fonctionnent au gaz (GNV), alors que MDI les charge en air (non inflammable). Ces réservoirs sont homologués par leurs fabricants, comme EADS, Ullit ou Luxfer. Tous les quatre ans, ces réservoirs doivent être testés sous 1.5 fois la pression d’utilisation afin de garantir leur parfaite sécurité.

NB : l'homologation des Airpod se faisant dans les catégories « tricycle à moteur » (catégories européenne L2e et L5e) ou « quadricycle à moteur » (catégories européenne L6e et L7e), (comme pour le Twizzy), aucun crash-test n'est requis; cette homologation inclut par contre des tests de freinage.

Pour ce qui concerne la capacité à faire le plein chez soi, le principe est simple : le moteur à air comprimé est réversible et lorsque vous le branchez sur le secteur, un moteur électrique couplé au moteur à air comprime l’air jusqu’à 248 bar. Il n’est donc pas utile ni souhaitable de disposer de sa propre station à la maison.

Au fil du développement de son concept de véhicule propre à air comprimé, MDI SA a rencontré des clients et partenaires potentiels issus de tous les horizons.

Certains contrats ont été dûment signés et sont en cours de mise en œuvre, d’autres sont restés dans une étape, certains se sont éteints.

Voici l’état des contrats signés valides :

• Sardaigne : Un contrat de licence signé avec la société Air Mobility pour 1000 véhicules par an Air Mobility sera le premier licencié au monde à produire des véhicules Air-Pod 2.0. Début de la production : 2020.
• Australie/Nlle Zélande : Deux contrats différents ont été signés avec la société Air Future : l’un pour produire des véhicules Air-Pod 2.0, l’autre pour la production de groupes électrogènes.
• Espagne : Plusieurs contrats ont été signés pour des usines de production de véhicules.
• États-Unis : Un contrat signé pour une unité de production de véhicules.
• Israël : Un contrat signé pour une unité de production de véhicules.
• Zone Caraïbes : Un contrat signé pour une unité de production de véhicules.
• Mexique : Un contrat signé pour des licences de véhicules en cours
• Italie : Un contrat signé pour la remotorisation de bus légers en cours
• Inde : Le constructeur Indien Tata Motors a signé en 2007 un contrat lui apportant l’exclusivité de la technologie MDI sur l’ensemble de l’Inde. Contrat en cours.
• France : La société VEOLIA Environnement a acheté l’exclusivité pour la France d’un véhicule léger de collecte de déchets non compactés, développé avec MDI autour de la technologie air comprimé.

À partir de septembre 2009, KLM avait effectué des tests en grandeur nature de modèles People et Cargo de l'Airpod 1 sur l’aéroport de Schipoll à Amsterdam. Aucun retour d'information sur la performance ou l'utilité de ces tests n'a été publié, ni par KLM, ni par MDI, puisqu’il s’agit de documents internes entre partenaires, qui n’ont aucunement vocation à être diffusés.

Pour diffuser ses produits, MDI a imaginé un concept consistant à commercialiser des usines clef en main pour fabriquer et vendre ses voitures localement.

L'intérêt des moteurs à énergie électrique (avec stockage sur batterie) est de pouvoir utiliser et accumuler l'énergie excédentaire produite par les centrales électriques aux heures creuses (nuit).

Le véhicule à air comprimé tel qu'annoncé par la société MDI a donc ce point commun avec le véhicule tout électrique. L'air comprimé pouvant provenir d'un compresseur électrique, il s'agit en définitive d'un véhicule qui tire en l’espèce son énergie initiale de l'électricité. Mais le rendement et l'autonomie sont moins intéressants. Voir dans le lien en référence un comparatif entre accumulateurs électrochimiques (batteries) et air comprimé pour un usage embarqué. Notons que l’énergie primaire peut aussi provenir d’autres sources comme le photo-voltaïque, l’hydrolien, l’houlomoteur et l’éolien. Il faut préciser à ce sujet que l’air peut être comprimé directement mécaniquement à partir de ces sources d’énergies mécanique, ou cinétique, que sont l’hydrolien, l’houlomoteur, l’éolien.

Les batteries se recyclent plus ou moins facilement selon leur composition. Il faut aussi les changer tous les cinq ans à sept ans avec les nouvelles technologies, c'est-à-dire qu'il faut réinvestir de fortes sommes à chaque changement de batteries. Pour le moteur à air comprimé, il n'y a pas de consommables à recycler et les réservoirs sont homologués pour 20 000 recharges, soit plus que la durée de vie moyenne d'un véhicule conventionnel.

MDI prétend pouvoir faire mieux que les moteurs électriques à batterie, pour un coût annoncé inférieur. L'idéal donc, sauf qu'il n'a pas donné à ce jour la moindre preuve de ses allégations.

Mais en comparant p.ex. la Renault Twizy, qui a une masse comparable à l'Airpod, on peut voir que :

1. pour un prix plus ou moins identique à celui prévu pour l'Airpod, on peut aussi produire une voiture électrique
2. cette voiture existe et elle est commercialisée en quantités non négligeables depuis quelques années
3. elle a un rayon d'action (confirmé indépendamment où, quand et par qui ?) entre 80 et 110 km en réalité.

En 2009, l'European Fuel Cell Forum a publié un rapport Thermodynamic Analysis of Compressed Air Vehicle Propulsion[15], analyse thermodynamique d'un véhicule propulsé à l'air comprimé et conclut qu'il s'agit d'une option viable pour le transport urbain, avec un rendement global non différencié, inférieur à la propulsion électrique mais supérieur à celui de la filière hydrogène.

Les rendements des moteurs électriques sont supérieurs à ceux de l’air comprimé. Dans des cas optimaux, la batterie électrique s’approche d’un rendement de 95%, mais en usage général se situe plutôt autour de 80 %. Pour ce qui est de l’air comprimé, lorsqu’on le comprime, on crée de la chaleur, ce qui signifie une déperdition d’énergie avec un ratio autour de 0,6. Toutefois, à la compression, on peut exploiter la chaleur produite (pour chauffer un logement, etc.). Lors de l’usage du moteur à air comprimé, la décompression de l’air créera du froid, et génère donc une perte d’énergie. Un avantage : cette décompression permet de climatiser le véhicule lors de son fonctionnement. Le coût d’une recharge d’air de 250 litres, de 10 à 248 bars, pour une autonomie de 100 km, est estimée à 17,3 kWh. Selon le choix du fournisseur d’énergie, le coût financier avoisine les 2,5 €.

Les véhicules MDI, conçus pour la propulsion à air comprimé, obtiennent des efficiences bien plus intéressantes que la simple mesure de l’efficience du moteur. Si l’on veut comparer objectivement les différentes solutions, il faudrait considérer la consommation énergétique qu’a occasionnée le véhicule lors de sa conception, ainsi que les différentes parties qui le composent, son empreinte carbone, sa vie durant. C’est l’ACV (Analyse du cycle de vie) du véhicule.

L’exploitation du véhicule lui-même devrait être estimée : coûts d’extraction, de raffinage, de production, d’usage de l’énergie utilisée. Enfin, le prix d’achat du véhicule, sa longévité, le coût de sa déconstruction, la pollution qu’il a générée à chaque étape de sa vie et de son usage.

Les rendements peuvent être intéressants, avec une solution ou une autre, mais pour comparer les différentes solutions, il faut aussi estimer la façon dont l’énergie primaire a été obtenue, transformée, puis rendue exploitable, utilisée. Que ce soit pour les solutions thermiques, hydrogène, électrique ou à air comprimé, une estimation fiable suppose les mêmes éléments d’appréciation mais doit intégrer les différences de base.

Deux possibilités d’appréciation sont possibles. Soit on estime chaque solution dans l’intégralité de son ACV (Analyse du Cycle de Vie), soit on effectue, pour chaque solution, des calculs à partir du réservoir jusqu’à la roue.

Les travaux de l'École polytechnique fédérale de Lausanne sur un système de compresseur à pistons liquides offrant un très haut rendement (70 % à 80 %) permettront de combler partiellement l'écart de rendement entre l'électricité et l'air comprimé. Ces travaux ont débouché sur la création de la société Enairys par l'ingénieur Sylvain Lemofouet. Les premiers compresseurs à pistons liquides devraient être commercialisés d'ici 2012. Mais ici, comme pour les annonces MDI, pas de produit disponible actuellement (mars 2018).

La pression utilisée dans les réservoirs MDI est la même que celle des autobus urbains qui marchent au GNV (de 200 à 350 bars). Mais la sécurité des véhicules MDI est largement supérieure à celle des autobus urbains puisque l'air est ininflammable. Ces réservoirs sont aussi ceux qui équipent certains corps de pompiers. L'espace occupé par le réservoir à air comprimé est par contre plus grand que celui des batteries au lithium pour une même quantité d'énergie embarquée, mais ils sont moins lourds, donc gain d’énergie. La société MDI a publié une cinquantaine de brevets internationaux sur lesquels se fonde l'accord signé avec Tata Motors. La solution de l'air comprimé évite le problème du recyclage complexe des batteries intégrant des éléments polluants, leur production non équitable, et les problèmes géopolitiques liés à l’extraction des terres rares qu’elles intègrent.

Les moteurs à air comprimé sont déjà très largement utilisés pour de nombreuses applications dans l’industrie. La mise en circulation de véhicules MDI a débuté en Juin 2019, à Lille, lors de la présentation de l’AirVolution, véhicule de collecte de déchets, élaboré avec et pour Veolia.

Une étude théorique d'un véhicule à air comprimé a été réalisée par deux ingénieurs de l'École des Mines (Adeline Fabre et Jacky Mochel : - Évaluation de l’autonomie d’un véhicule CAT utilisant la technologie MDI - octobre 2003). En reprenant les données théoriques, leurs conclusions montraient une autonomie d'environ 40 à 50 km avec un véhicule disposant de trois bonbonnes de 114 litres chacune à 300 bars (véhicule non commercialisé par ailleurs)[16].