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Billet de blog 13 mars 2018

Le mythe de la voiture électrique

La voiture électrique est régulièrement présentée comme la solutions miracle aux problèmes environnementaux liés au transport. Si elle présente quelques avantages indéniables, il est nécessaire de faire la lumière sur ses limites trop souvent occultés par la presse et les pouvoirs publics. Et il est essentiel de s'interroger de façon plus large sur la problématique des transports individuels.

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Ce blog est personnel, la rédaction n’est pas à l’origine de ses contenus.

© Jérôme FRAISSE

Quand on veut résoudre les problèmes occasionnés par la voiture, on propose souvent comme solution... la voiture ! Électrique, hybride, autonome, partagée, etc. comme s’il suffisait de lui adjoindre un qualificatif pour la réhabiliter… La voiture individuelle semble être devenue un horizon indépassable !

Au delà du rêve ou du fantasme technologique, c’est la voiture électrique qui nous a le plus souvent été servie comme LA solution, et ce dans les plus hautes instances de l’État, avec un fort relais médiatique. Y aurait-il quelques intérêts économiques derrière cette solution miracle ? Si on ne peut pas lui nier quelques avantages, il est nécessaire de rétablir la vérité sur un certain nombre d’informations trop souvent occultées…

Plus lourde et plus volumineuse

Pour commencer, il faut faire un peu de physique et se poser la question fondamentale suivante : pourquoi une voiture a-t-elle besoin d’énergie pour avancer ? Elle doit en fait essentiellement lutter contre deux forces : la résistance de l’air et la déformation des pneumatiques. Cette dernière ne dépend pas de la vitesse mais principalement de la masse du véhicule. En revanche, la résistance de l’air quadruple lorsque l’on double la vitesse et elle est aggravée par la largeur et la hauteur du véhicule. En dessous de 50km/h, une voiture lutte principalement contre la déformation des pneumatiques. Au delà, la résistance de l’air devient prépondérante et elle augmente fortement au-delà de 100km/h.

Une voiture doit donc être légère pour être efficace en ville, et petite et profilée pour les trajets routiers. De ce point de vue, la voiture électrique n’est pas très avantagée, car généralement plus lourde et plus haute que ses homologues à moteur thermique.

Comparaison de la puissance nécessaire au déplacement d'une voiture électrique (Renault ZOE) et d'une voiture thermique (Renault CLIO) du même segment. © Jérôme FRAISSE

Performance indéniable du moteur électrique

Mais c’est sans compter sur ce qu’il y a sous son capot, ou plutôt sur ce qu’il n’y a pas… Nul besoin en effet d’embrayage, ni de boîte de vitesse, pour son moteur électrique capable de fournir du couple à bas régime tout en possédant une large plage de fonctionnement. Moins de mécaniques intermédiaires, c’est moins de pertes. Et puis les moteurs électriques ont un excellent rendement, deux à trois fois meilleur que leurs concurrents thermiques, qu’ils soient diesel ou essence. Au final, pour une même distance parcourues, il faut deux à trois fois moins d’énergie électrique dans la batterie que d’énergie chimique dans le pétrole du réservoir !

Comparaison du rendement de la chaîne de transmission de puissance d'un véhicule thermique et d'un véhicule électrique © Jérôme FRAISSE

« Vive la voiture électrique ! » serait-on tenté de dire à ce stade. Mais ça serait oublier que l’électricité ne se récolte pas dans la nature en forant un trou dans le sol ! Il faut la produire à partir d’autres sources d’énergie, et c’est là que ça se gâte…

Le problème de la production d’électricité

L’électricité stockée dans la batterie vient en effet de loin. Après avoir parcouru quelques centaines de kilomètres sur des lignes à plus ou moins haute tension, puis avoir chargé la batterie via l’adaptateur secteur, elle a déjà perdu 10 à 15 % de sa vigueur. Mais c’est cependant en amont que le problème se corse un peu plus !

En France, l’électricité provient en effet à 75 % du nucléaire. Pour faire court, la fission de l’uranium va produire de la chaleur, qui va vaporiser de l’eau dont la pression entraîne des turbines qui font tourner un alternateur qui produit de l’électricité. Un peu compliqué, il est vrai, mais on ne sait pas faire mieux ! Et c’est la raison pour laquelle le rendement d’une centrale nucléaire est assez médiocre. Tout comme le moteur thermique, la centrale reste une machine thermique avec le rendement qui va avec… En effet, pour 100 % de chaleur nucléaire en entrée, on ne récupère que 30 % d’électricité. Les 70 % d’énergie restante demeurant de le chaleur qu’il faut dissiper dans la mer, dans une rivière ou dans de géantes tours de refroidissement.

Energies primaires consommées à la source par chacun des véhicules, électrique et thermique. © Jérôme FRAISSE

Bilan global ? La voiture électrique engloutit plus d’énergie primaire à la source que la voiture thermique ! Alors certes, en France, elle est majoritairement décarbonée. Mais est-ce à dire que le nucléaire ne pose pas de problèmes ?

Et puis, une augmentation massive du parc automobile électrique ne déstabiliserait-il pas l’équilibre de la production électrique, obligeant à faire tourner les centrales thermiques à flamme ? Que deviendrait alors le bilan carbone de ce véhicule ?

Le mix énergétique français de production d’électricité étant très atypique, il est intéressant de se poser la question de la pertinence de la voiture électrique dans d’autres pays. Prenons la Grande Bretagne comme exemple, où les trois quarts de la production d’électricité proviennent de sources fossiles. Là-bas, la voiture électrique consomme plus d’énergie fossile que la voiture thermique, et a donc un impact carbone qui n’est pas meilleur. La sagesse aurait voulu qu’on n’y encourage pas son utilisation…

Et les impacts de la fabrication ?

Il y a par ailleurs un autre aspect souvent omis concernant la voiture électrique : son énergie grise de production. L’électricité est une énergie très difficile à stocker. A poids équivalent, les meilleures technologies actuelles de batteries contiennent 50 fois moins d’énergie que le pétrole… Ce qui explique que les voiture électriques atteignent péniblement des autonomies de 200 km avec des batteries de 400kg. Qui plus est, ces batteries ont des durées de vie limitées qui dépassent rarement les dix ans… On peut se douter que leur impact environnemental est loin d’être négligeable ! Une étude de l’ADEME montre qu’à la production, la voiture électrique consomme deux fois plus d’énergie que sa consœur thermique, et qu’en France, elle produit plus de CO2 pendant sa fabrication que pendant la totalité de son utilisation.

Empreinte carbone sur la totalité du cycle de vie de différents véhicules. © RENAULT

Des atouts réels… en ville

Mais si la voiture électrique résiste si bien à toutes ces contradictions, c’est qu’elle possède un avantage indéniable : presque aucun impact sur son lieu d’utilisation, puisque les nuisances sont déportées sur les lieux de production de l’électricité et de la voiture elle-même. Cet état de fait lui vaut d’ailleurs souvent l’appellation frauduleuse de « véhicule zéro émission ».

Alors, si la voiture électrique ne sauvera pas l’Humanité, elle sauvera peut-être la ville… Vous imaginez, des embouteillages silencieux de voitures électriques avec en moyenne 1,3 passager à leur bord. Le rêve ! Et oui, la voiture électrique reste une voiture comme avant : trop grosse, trop lourde, trop puissante pour les usages qu’on en fait. Décevant comme révolution ! L’énergie 100 % propre et inépuisable n’étant pas encore à portée de main, ce n’est pas tant la nature de l’énergie nécessaire à la propulsion qui compte, mais la réduction drastique de sa consommation. Et pour cela il n’y a pas trente-six solutions si on souhaite continuer à se déplacer autant qu’aujourd’hui. Inévitablement, il faudra fortement réduire l’embonpoint de la voiture individuelle telle que nous la connaissons !

La solution pour demain ?

Alors, tous à l’électrique en 2040 ? Ça se discute...

« Oui, mais d’ici là on aura fait des progrès ! » On y travaille effectivement. Dans les écoles d’ingénieurs, de jeunes chercheurs relèvent des défis en concevant des voitures électriques qui consomment extrêmement peu. Compactes, légères, profilées, avec des roues très fines, elles tendent asymptotiquement vers… le vélo !

Prototype de voiture électrique de l'école d'ingénieurs de Limoges participant à l'édition 2017 du Shell Eco Marathon © ENSIL-ENSCI

Tiens, on l’avait oublié celui-là ! D’autant qu’on peut maintenant facilement le doter d’un moteur électrique. D’une puissance de 250W, contre 65000W pour une voiture électrique courante. Certes, le vélo à assistance électrique carbure en partie au nucléaire lui aussi, mais en consommant 30 fois moins que sa grande sœur à 4 roues qui pèse une tonne et demie. Trente fois moins ! Ce n’est pas une révolution ça ? Et puis il occupe extrêmement peu d’espace, il est très abordable financièrement, il est bon pour la santé de son utilisateur, et il est très peu dangereux pour les autres usagers. Pourquoi ne défraie-t-il pas la chronique ? Il est pourtant à peine plus vieux que l’automobile... Qu'attend-on pour lui donner dès maintenant la place qu'il mérite ?

Pourtant, une part modale de 50 % des déplacements quotidiens dévolue au vélo en 2040, c’est un objectif qui aurait de la gueule tout de même ! Trop réaliste peut-être au regard d’autres solutions miracles...

Liens:

https://www.ademe.fr/potentiels-vehicule-electrique

https://velivelo-limoges.org/le-mythe-de-la-voiture-electrique/

http://jfraisse.pagesperso-orange.fr/comport-energ.htm

http://www.hkw-aero.fr/energies.html

https://atterrissage.org/technologies-societe-durable-65514b474700

https://www.ensil-ensci.unilim.fr/2019/06/27/en-piste-pour-le-shell-eco-marathon-europe/

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