Le véhicule décarboné : avantages et désavantages

Du « puits à la roue », selon l'origine de l'énergie, les émissions des véhicules électriques varient d'un facteur 15. Le principal obstacle à leur développement reste les performances des batteries. Explications avec Jean-Louis Léonard, Président du Predit 4


Le néologisme « décarboné » est utilisé pour qualifier des véhicules utilisant des moyens de propulsion émettant, dans des circonstances de roulage identiques, moins de dioxyde de carbone (CO2) que les moteurs thermiques. En pratique, il désigne les véhicules électriques et les véhicules hybrides rechargeables1.

Le terme « émettre » est toutefois ambigu et la distinction s'impose entre l'émission dite du « puits à la roue » et celle dite du « réservoir à la roue ». Dans le premier cas, l'émission de CO2 issue de la production du vecteur énergétique utilisé pour assurer la propulsion est prise en considération, dans le second, elle ne l'est pas. Pour l'électricité, cette distinction est primordiale car la méthode de production influe grandement sur son contenu en carbone : du « puits à la roue », une voiture électrique qui parcourt 1 km émet ~10g de CO2 si l'électricité consommée est d'origine nucléaire ; elle en émet ~150g si l'électricité est produite par une centrale thermique qui brûle du charbon.
En raisonnant du « réservoir à la roue », quelle que soit l'origine de l'électricité, l'émission de CO2 est nulle ou peu s'en faut... La différence est de taille ! Il importe donc de tempérer l'optimisme un peu béat de défenseurs par trop inconditionnels du véhicule décarboné.

Cela dit, les modes de propulsion tout électriques ou hybrides rechargeables présentent un intérêt. L’un des avantages, quelle que soit l'origine de l'électricité, est que le véhicule peut rouler dans des lieux sensibles (centre-ville…) sans y détériorer directement la qualité de l’air ambiant.
Un autre aspect positif est le faible niveau sonore émis. Au-delà, si l'électricité embarquée dans le véhicule provient d'un réseau alimenté par des sources à basse teneur en carbone (énergie hydraulique, éolienne, nucléaire, solaire), le gain en émission de CO2 est alors conséquent.

"Le principal obstacle auquel se heurte le développement à grande échelle du véhicule électrique est celui de la batterie "

Le principal obstacle auquel se heurte le développement à grande échelle du véhicule électrique est celui de la batterie qui permet de stocker l'électricité à bord. Même si les batteries au lithium offrent des performances améliorées par rapport aux générations précédentes, trois limites demeurent :
la capacité de stockage : assurer une autonomie conséquente au véhicule nécessite d'embarquer une masse (et un volume) élevée de batteries (il faut de 150 à 200 kg de batteries pour assurer 150 km d'autonomie à une voiture électrique alors que 50 kg d'essence assurent 1000 km d'autonomie à un véhicule thermique),
le prix des batteries : en partant de la même hypothèse d'une autonomie de 150 km, le prix des batteries s'élève à ~20 000 € en 2009. L'objectif est de diviser ce coût par 2 en 2012 et par 5 en 2020,
le temps de recharge : pour recharger une batterie, il faut disposer d'une source d'électricité adaptée et connectée au réseau, et de temps. Recharger la batterie d'un véhicule électrique sans la détériorer nécessite de disposer d'un délai compris entre 5 et 10h (toujours sur la base d'une autonomie de 150 km). La recharge partielle rapide (10 à 20 mn) pour une autonomie limitée (en dépannage) peut être envisagée mais au détriment de la durée de vie. Les batteries sont conçues pour subir 1000 à 1500 cycles charge/décharge, soit une durée de vie de ~150 000 km pour une bonne gestion.

Dans l'hypothèse d'un développement conséquent du véhicule électrique, l'incidence de la charge des batteries sur le réseau ne pourra plus être négligée et des études de dimensionnement devront alors être engagées. Si les véhicules sont rechargés la nuit, où la consommation est minimale, le réseau et les installations de production seront en mesure d'absorber ce surcroît de consommation sans qu'il soit nécessaire d'en bouleverser l'architecture globale. En revanche, des aménagements pourraient s'avérer nécessaires localement, pour l'alimentation des bornes de charge rapide notamment.

Compte-tenu des spécificités du véhicule électrique, son utilisation à grande échelle doit être envisagée dans un contexte innovant. Minimiser le coût d'usage et les conséquences de l'autonomie limitée peut susciter de nouvelles pratiques telles que la location des batteries associée à leur échange lorsqu'elles sont déchargées. La généralisation de formules de mobilité encore confidentielles aujourd'hui doit aussi être envisagée, comme l'auto-partage. Globalement, l'électrification de la voiture particulière passe par le développement de la notion de « services de mobilité » au détriment de la notion de « propriété du moyen de locomotion ».

Enfin, réservons une mention particulière au véhicule hybride rechargeable qui présente bien des attraits et semble promis à un bel avenir. C'est un compromis honorable entre les avantages et inconvénients respectifs des véhicules thermiques et des véhicules électriques, compte-tenu de la distribution du nombre des trajets parcourus par les automobilistes en fonction de leurs distances.

On l'aura compris : de nombreux travaux de recherche et de développement sont encore nécessaires pour que le véhicule décarboné connaisse une diffusion à la hauteur des enjeux environnementaux. Le Predit est fortement impliqué dans la coordination et le financement desdits travaux. La réduction des émissions de CO2 est l'objectif prioritaire du Predit 4, et le véhicule propre et économe est un des thèmes majeurs du programme au travers des activités du groupe opérationnel « Energie et environnement ».

Jean-Louis Léonard, Président du Predit 4

1 Véhicules hybrides qui ont une autonomie de quelques dizaines de km en mode électrique.