Dossier : La mobilité individuelle : vers une transition automobile

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Les nouvelles motorisations électriques

La voiture électrique n’est pas une nouveauté, les premiers modèles sont apparus dès la fin du XIXe siècle... Eclipsée pendant un siècle par le développement du moteur thermique, l’électrification fait son retour à l’occasion de la prise de conscience de la nécessaire transition énergétique.

Les motorisations électriques
Recharge de la voiture électrique Zoé, petit modèle emblématique de la firme Renault. © AFP PHOTO / FRED TANNEAU

Le véhicule hybride

Lancé dès 1997 en grande série par Toyota, puis Honda le véhicule hybride est fondé sur un concept : faire fonctionner le moteur thermique (essence ou gazoleSynonyme de diesel et de gasoil. ) là où son rendement est le meilleur, c’est-à-dire en vitesse de croisière, et d’utiliser la motorisation électrique lors des redémarrages et des changements de régime. Car le rendement d’un moteur thermique qui tourne autour de 35 % en régime régulier peut descendre jusqu’à 15 % lorsqu’il est soumis à des arrêts et redémarrages, notamment en utilisation urbaine.   

Sur cette base, le principe de fonctionnement est le suivant :

Les véhicules hybrides peuvent avoir des niveaux d’électrification très différents :

2 millions : le nombre de voitures 100 % électriques et hybrides rechargeables dans le monde

 

Les « full hybrid » n’ont une autonomie pleinement électrique que de quelques kilomètres et n’ont donc pas vocation à reposer sur elle. Les constructeurs ont conçu un modèle d’hybride rechargeable sur le secteur (« plug-in hybrids »). Rechargé sur une prise domestique pendant environ trois heures, le véhicule peut alors rouler en mode électrique sur une quarantaine de kilomètres et la consommation d’essence peut être réduite de 50 à 90 %, avec des émissions de CO2 très faibles. Mais le prix de ces modèles est très supérieur à celui des hybrides classiques.

 

La voiture 100 % électrique

Le véhicule 100 % électrique – sans moteur thermique – a l’avantage de ne pas émettre de CO2 lorsqu’il roule. Mais bien sûr, l’électricité qu’il utilise peut en avoir généré lors de sa production… Dans un pays comme le France, dotée d’une forte capacité nucléaire, ces émissions sont faibles. Mais dans un pays qui a recours au gaz ou au charbon pour fabriquer son électricité, elles peuvent dépasser largement les émissions de CO2 d’un véhicule thermique. À titre d’exemple, un véhicule tout-électrique circulant avec de l’électricité « européenne » moyenne (tous pays confondus) émet autant de CO2 qu’une voiture thermique consommant 2 litres aux cent kilomètres…

Le défi technologique à relever par la voiture 100 % électrique est bien sûr celui de l’autonomie des batteries. Beaucoup dépend de l’usage. La berline citadine Renault Zoe annonce ainsi une autonomie de 210 km en utilisation urbaine, mais seulement 100 à 150 km en parcours péri-urbain, avec une utilisation modérée des accessoires électriques (essuie-glace, éclairage, chauffage, etc…).

La recherche sur les batteries lithium-ionOn appelle ion un atome ou un groupe d'atomes chargés électriquement... et lithium-polymère vise une augmentation de 50 à 100 % de l’autonomie des véhicules. Cela changerait la donne, sans pour autant résoudre la question de la mise en place d’un réseau suffisamment dense – et donc cher – de centres de recharge rapide (quelque 30 minutes sont nécessaires alors qu’il faut autour de 8 heures sur le réseau électrique classique). Autre obstacle : le prix de vente est supérieur à celui des véhicules classiques même si beaucoup de pays ont prévu de fortes subventions.

Une autre option pour concevoir des véhicules tout-électriques est d’utiliser une pile à combustibleUn combustible désigne tout composant ou matière solide, liquide ou gazeux susceptible de se combiner à un oxydant... alimentée par l’hydrogèneL'hydrogène est l'atome le plus simple et le plus léger. C'est l'élément de très loin le plus abondant de l’univers. . Le véhicule ne dépend plus alors que de son alimentation en hydrogène sous pression. Mais de nombreux défis restent à relever. (Voir le dossier : « Hydrogène : les voies du futur »).

Des perspectives de développement très élevées

Le parc mondial électrique est encore faible, mais les perspectives de développement sont très élevées. Selon un rapport de l’Agence Internationale de l’Énergie (AIEL'AIE (IEA en anglais) est une agence autonome au sein de l'OCDE, créée en 1974 lors du premier choc pétrolier...)1, il y avait en 2016 environ 2 millions de véhicules tout électriques ou hybrides rechargeables, soit 0,2 % du total du parc automobile mondial. Mais les constructeurs automobiles estiment que d'ici 2020 le parc pourrait atteindre entre 10 et 20 millions de voitures, et 70 millions d’ici 2025. La Chine est devenue leader (40 % du marché mondial, soit deux fois plus que le marché américain). Le parc d’hybrides non rechargeables est supérieur. Toyota, le plus grand et le plus ancien constructeur sur ce créneau, a annoncé en février 2017 avoir dépassé les 10 millions de véhicules vendus depuis vingt ans.

 

 

Source :

(1) Rapport AIE