En France, les émissions de gaz à effet de serre dues aux voitures particulières représentent le poste d’émission annuel le plus important. Il est typiquement deux fois plus grand que celui dû à la production d’électricité. L’évolution du parc de voitures à essence ou diesel vers des voitures électriques est donc un enjeu majeur pour réduire rapidement et très fortement ces émissions.
Dans ce contexte, il convient d’abord de raisonner en terme de service qu’une voiture particulière est en droit d’offrir à son utilisateur, afin que cette évolution soit acceptée par le plus grand nombre de personnes et puisse s’inscrire dans la durée.
Une voiture pour quoi faire ?
Chaque voiture a une utilisation spécifique, pour une personne seule, en couple, en famille avec des enfants ou des petits-enfants, en ville ou à la campagne. Au niveau du type de voitures proposées par les différents constructeurs, il est néanmoins possible de mettre en évidence trois grandes catégories, en dehors d’un choix purement esthétique non connecté à une utilisation particulière :
- la première correspond aux voitures dites citadines, avec un retour à un domicile chaque soir. Ce type de voiture ne roule typiquement pas plus de 8 000 km par an, avec une utilisation pendant plus de 10 ans.
- la deuxième correspond aux voitures dites compactes, avec une utilisation à l’échelle d’un département, avec donc des trajets journaliers plus importants sans être très significatifs. Cela correspond par exemple à une utilisation dans les campagnes, avec aussi un retour à un domicile chaque soir. Ce type de voiture roule typiquement 16000 km par an, pour une utilisation de 10 ans environ.
- enfin la troisième correspond aux berlines ou aux SUV compacts. Ce type de véhicule est utilisé pour des trajets inter-départements ou inter-régions. Il est caractérisé par le fait que la voiture ne rentre pas systématiquement à un domicile chaque soir. Ce type de voiture roule typiquement plus de 24 000 km par an, pour une utilisation de moins de 10 ans.
Comparaison voiture électrique et voiture à essence
Une telle comparaison a déjà été faite par l’ADEME. Elle est résumée par la figure 1, tirée de ce rapport où VE est l’acronyme de voiture électrique.
Cette étude conduit à la conclusion suivante:
» Sur l’ensemble de sa durée de vie, une voiture électrique roulant en France, a un impact carbone 2 à 3 fois inférieur à celui d’un modèle similaire thermique, à condition que sa batterie soit de capacité raisonnable (< 60 kWh). »
Rapport ADEME.
Mais est-ce que cette comparaison est vraiment la plus judicieuse ? Le changement climatique, année après année, est piloté par le taux annuel d’émission de gaz à effet de serre, essentiellement ici du dioxyde de carbone (CO2). Il convient donc de comparer les émissions de chaque catégorie de véhicules, qu’ils soient à essence ou électrique, selon le kilométrage qu’ils effectuent chaque année, et non pas selon le kilométrage total qu’ils feront durant toute leur durée de vie, typiquement de huit à douze ans. Une telle comparaison est facile à faire à partir de la figure ci-dessus, avec quelques hypothèses raisonnables :
- Les émissions de dioxyde de carbone lors de la construction de chaque voiture sont réparties sur l’ensemble de leur durée de vie typique. Cela correspond à un taux de construction annuel de voitures pratiquement constant.
- Le kilométrage annuel effectué par une citadine, une voiture compacte et une berline ou SUV compact est fixé à 8 000 km, 16 000 km et 24 000 km respectivement.
- Les émissions de dioxyde de carbone lors de la construction de chaque voiture sont supposées proportionnelles au poids de celle-ci.
- La batterie des voitures électriques citadines, compactes et berlines ou SUV compactes correspond, comme dans l’étude de l’ADEME, à des énergies de 22 kWh, 60 kWh et 100 kWh respectivement.
On obtient alors la figure 2. Celle-ci représente les émissions annuelles de dioxyde de carbone pour les trois catégories de véhicules mentionnées ci-dessus, et pour un modèle à essence ou un modèle électrique.
Avec les hypothèses de kilométrage annuel choisies, l’utilisation d’un véhicule électrique permet de réduire d’environ 50% les émissions annuelles de gaz à effet de serre. C’est effectivement une réduction par un facteur 2 de l’impact carbone, mais cette réduction est pratiquement identique quel que soit le type de véhicule. Cela est évidemment dû au fait qu’une berline ou un SUV compact parcourent bien plus de kilomètres par an qu’une voiture citadine! Bien sûr, la quantité totale de dioxyde de carbone émise reste bien plus élevée pour un SUV que pour une citadine, typiquement un facteur 4 plus grand. Par contre, le gain en tonnes de dioxyde de carbone émis lorsque l’on utilise une voiture électrique plutôt qu’une voiture à essence est bien plus grand pour une berline ou un SUV compact que pour une citadine: il est typiquement d’un peu moins d’une tonne pour une citadine et deux tonnes pour une berline ou un SUV compact. L’intérêt d’avoir un SUV électrique plutôt qu’à essence est alors évident.
Comment gérer les longs trajets en voiture électrique ?
Si la gestion de la recharge de la batterie d’une voiture électrique citadine ou compacte est relativement simple et souple d’utilisation, il n’en va pas de même pour une berline ou un SUV compact. L’installation de bornes de recharge de faible ou moyenne puissance peut se généraliser facilement dans les maisons individuelles, les logements collectifs, ou encore dans les entreprises et services publiques. Cela permet d’assurer de façon harmonieuse la recharge de la batterie des voitures citadines et compactes, avec un appel de puissance relativement étalé sur toute la journée.
Pour les berlines ou SUV compacts, qui roulent le plus souvent sur autoroute pour de longs trajets, leur autonomie réelle est limitée, de l’ordre de 400 à 500 km. Il est alors nécessaire d’avoir à sa disposition, par exemple dans les stations services d’autoroute, des bornes de recharge de forte, voir très forte, puissance pour pouvoir bénéficier d’un temps de recharge court, typiquement inférieur à une demi-heure. Si cela est effectivement techniquement possible, cela implique cependant un appel de puissance électrique très fort sur des temps courts et souvent au moment des repas, avec donc de fortes contraintes sur les réseaux électriques.
Il y a deux types de réponses possibles à ces contraintes, souvent rédhibitoires, posées par les longs trajets en voiture électrique. La première, triviale, est de les éviter tout simplement ! Si cela est effectivement possible, en prenant le train, pour une personne seule ou un couple habitant une grande ville, cette solution est peu adaptée pour les personnes vivant à la campagne ou dans les petites villes, ou pour les familles avec enfants, sans une dégradation certaine du service que l’on attend d’une voiture. Et dans ce cas, il est fort probable qu’elle reste marginale.
Le deuxième type de réponse est de se tourner vers un autre type de voiture, tout en étant aussi peu émetteur de gaz à effet de serre qu’une voiture électrique. Une nouvelle filière est en train de se développer en France dans ce domaine. Il s’agit de la voiture dite « à hydrogène« . Cela reste une voiture avec moteur électrique, mais au lieu d’être alimenté par une batterie, ce moteur est alimenté par une pile à combustible, avec un réservoir d’hydrogène. Le remplissage de ce réservoir, avec des pompes adaptées, est aussi rapide que faire le plein d’essence! De telles voitures existent déjà et sont même commercialisées. Leur utilisation à grande échelle, pour les longs trajets, nécessite bien évidemment des infrastructures adaptées qui n’existent pas encore, mais le développement rapide de la filière dite « à hydrogène » en France et dans le monde permet d’entrevoir une telle utilisation d’ici par exemple 2035. Cela reste un défi majeur, avec une constance dans les choix politiques et industriels qui doit perdurer sur au moins une dizaine d’année.
Utiliser la voiture électrique avec raison
Le développement à grande échelle de l’utilisation de voitures électriques est une des solutions naturelles pour arriver à la neutralité carbone dans le domaine des transports. Mais comment le faire de façon raisonné ?
Le succès des berlines électriques Tesla n’a paradoxalement pas aidé à une démocratisation de l’utilisation des voitures électriques en France ! Les constructeurs automobiles européens ont, volontairement ou involontairement, voulu alors concurrencer Tesla avec des modèles semblables. Un simple coup d’œil sur le catalogue des voitures électriques des principaux constructeurs automobiles européens est assez éloquent de ce point de vue.
La caractéristique commune de ces modèles est d’être vendus à des prix bien plus élevés que les modèles similaires à essence, et de nécessiter l’installation de bornes de recharge ultra-rapides dans toutes les stations d’essence sur autoroute.
Le développement rapide de la voiture électrique passe au contraire d’abord par les modèles les plus accessibles financièrement, et qui ne nécessitent pas de gros investissements au niveau des bornes de recharge. La bonne priorité est ainsi de favoriser essentiellement les ventes de voitures citadines, voir compactes, avec typiquement des batteries de capacité inférieure à 45 kWh. Elles peuvent être proposées à des prix similaires voir même inférieurs aux modèles équivalents à essence compte-tenu des différentes primes dont ces voitures pourraient bénéficier en priorité.
Ces voitures n’ont besoin d’autre part que de bornes de recharge de puissance modérée. Ces bornes peuvent être installées facilement dans les maisons individuelles, mais aussi dans tous les habitats collectifs anciens, les entreprises et les administrations. C’est évidemment une condition sine qua non pour que la voiture électrique pour tous puisse se développer à grande échelle et rapidement ! Les interdictions liées aux ZFE (Zones à Faibles Émissions) deviendront alors complètement obsolètes.
Est-ce toujours vertueux d’avoir une voiture électrique ?
Une voiture électrique n’émet évidemment pas de dioxyde de carbone lors de son utilisation. Cela est certainement très bénéfique au niveau de la pollution urbaine, mais est-ce toujours vertueux au niveau d’un pays ? Pour cela, il convient juste de se poser la question de l’origine de l’électricité effectivement consommée pour la faire rouler.
Prenons par exemple l’utilisation d’une voiture de taille moyenne. En version essence, elle consommera environ six litres aux 100 km. En version électrique elle consommera environ 15 kWh aux 100 km. Comme un litre d’essence consommé émet environ 2,4 kg de CO2 , la voiture à essence va donc émettre environ 15 kg de CO2 aux 100 km. En France, l’électricité nécessaire à la recharge de la batterie de la voiture électrique provient de sources d’électricité à faible taux d’émission de gaz à effet de serre – centrales nucléaires, centrales hydrauliques, parcs d’éoliennes ou de panneaux photovoltaïques. Si l’on se base sur une émission de l’ordre de 10 g de dioxyde de carbone par kWh, la voiture électrique va émettre environ 150 g de CO2 aux 100 km. C’est effectivement complètement négligeable par rapport aux 15 kg émis par la même voiture fonctionnant à l’essence.
Qu’en est-il cependant en Allemagne par exemple, ou une large partie de l’électricité est produite par des centrales à charbon, avec une émission de 1.000 g de dioxyde de carbone par kWh. Dans ce cas, la voiture électrique va donc émettre, au niveau du bilan global du pays, également 15 kg de CO2 aux 100 km, c’est à dire exactement la même quantité de dioxyde de carbone qu’une voiture à essence! Il n’y a alors aucun intérêt, au niveau du bilan global d’émission de gaz à effet de serre, de favoriser en Allemagne l’utilisation d’une voiture électrique plutôt qu’à essence. Il convient surtout en priorité d’arrêter définitivement les centrales à charbon.
On pourra argumenter que l’Allemagne à un fort taux d’équipement en parcs d’éoliennes et de panneaux photovoltaïques qui n’émettent que très peu de CO2 . Et donc ces parcs peuvent être utilisés pour recharger les batteries électriques, avec ainsi un bilan très faible de 150 g de CO2 aux 100 km, quand il y a du vent ou de la lumière. Mais c’est oublier que ces parcs ne pourront alors plus être utilisés pour limiter l’utilisation des centrales à charbon dans l’alimentation globale du pays – toujours quand il y a du vent ou de la lumière – à hauteur donc de 15 kWh pour chaque 100 km parcourus par une voiture électrique. Le bilan global va donc être toujours de 15 kg de CO2 aux 100 km.