Le véhicule électrique, projet de société

L’a­mé­lio­ra­tion des moteurs conven­tion­nels ne per­met­tra pas de satis­faire les demandes envi­ron­ne­men­tales et rend iné­luc­table l’électrification des véhi­cules. Mais il n’existe pas de solu­tion unique pour cette évo­lu­tion, beau­coup sont com­plé­men­taires, même si les solu­tions rechar­geables devien­dront incon­tour­nables dès lors que les infra­struc­tures seront là. 

Lors de la COP 21 à Paris, les États ont pré­sen­té de très nom­breux plans d’action en vue de réduire leur empreinte car­bone. Sans sur­prise, nombre de ces plans d’action concernent le trans­port rou­tier, et par­mi ceux-ci plus de la moi­tié contiennent des mesures visant à pro­mou­voir la mobi­li­té électrique. 

L’ÉLECTRIFICATION, ENJEU ENVIRONNEMENTAL

Pour le véhi­cule par­ti­cu­lier, cela signi­fie une réduc­tion des émis­sions des véhi­cules ven­dus en 2050 de 50 % par rap­port à aujourd’hui (soit – 5,3 % par an). 

L’amélioration des moteurs conven­tion­nels ne per­met­tant a prio­ri qu’une réduc­tion de 2 % à 3 % par an, l’écart ne sau­rait être com­blé que par l’électrification des véhi­cules, sous toutes ses formes. 

Seule l’électrification des véhi­cules, asso­ciée à une amé­lio­ra­tion du mix néces­saire à la pro­duc­tion de l’électricité, peut per­mettre d’atteindre de tels taux de réduc­tion d’émissions : une Zoé n’émet en effet que 16 g de CO₂ aux 100 km, à com­pa­rer aux 110 g d’une Clio Diesel. 

Dans ce contexte, tous les construc­teurs ont déve­lop­pé un qua­si-conti­nuum de concepts de véhi­cules élec­tri­fiés (en se limi­tant aux véhi­cules légers). 

DES SOLUTIONS MAIS PAS DE PANACÉE

Il est dif­fi­cile d’établir un clas­se­ment dans l’absolu de ces dif­fé­rentes tech­no­lo­gies, et leur diver­si­té illustre le fait qu’il n’existe pas à ce jour de solu­tion qui l’emporte haut la main sur toutes les autres. 

Tout dépend des usages et des attentes des uti­li­sa­teurs, notam­ment en termes d’arbitrage entre auto­no­mie, coûts et pres­ta­tions dyna­miques. Chaque degré d’électrification pré­sente ses avan­tages et inconvénients. 

Renault a pri­vi­lé­gié les véhi­cules « zéro émis­sion ».  CC – KIRILL BORISENKO

L’hybridation légère (mild hybrid) consiste à inté­grer une petite bat­te­rie Lithium-ion en plus de la bat­te­rie clas­sique au plomb, qui récu­père de l’énergie au frei­nage. Cette éner­gie gra­tuite est réuti­li­sée pour ali­men­ter les auxi­liaires de la voi­ture (chauf­fage, phares, start-stop s’il existe) ou appor­ter un com­plé­ment de couple au moteur ther­mique au démar­rage ou dans les phases d’accélération (cas des bat­te­ries de 48 V). 

Ces bat­te­ries ne sont pas assez puis­santes pour per­mettre un rou­lage en mode 100 % élec­trique, mais la récu­pé­ra­tion d’énergie se tra­duit par des gains signi­fi­ca­tifs de consom­ma­tion à un moindre coût. 

Les full hybrids, dont le repré­sen­tant his­to­rique est la Toyo­ta Prius, dis­posent d’une bat­te­rie plus impor­tante et sont capables de rou­ler en mode 100 % élec­trique sur quelques kilo­mètres (de 1 à 5 km en géné­ral). Les gains en consom­ma­tion sont de même nature que pour la caté­go­rie mild hybrid, même s’ils peuvent être plus signi­fi­ca­tifs du fait de la taille de la batterie. 

Dans les deux cas, la seule source externe d’énergie pour le véhi­cule reste le car­bu­rant fos­sile. Même si cette tech­no­lo­gie a été pré­cur­seur, elle est main­te­nant plu­tôt en perte de vitesse, le gain de CO₂ par rap­port au sur­coût se révé­lant moins com­pé­ti­tif que pour les alter­na­tives (mild hybrid ou même die­sel modernes), et la réduc­tion du coût des bat­te­ries pousse les construc­teurs comme Toyo­ta à pro­po­ser des plug-in hybrids en com­plé­ment ou en lieu et place. 

VOITURES BRANCHÉES

On change alors de caté­go­rie : les plug-in hybrids, comme les véhi­cules 100 % élec­triques, dis­posent d’un moteur élec­trique, d’une bat­te­rie plus impor­tante, et sur­tout d’une prise leur per­met­tant d’être ali­men­tés direc­te­ment par le réseau et donc de réel­le­ment rou­ler à l’électricité pro­ve­nant d’une autre source que leur moteur à combustion. 

Dans cette caté­go­rie, les offres varient en fonc­tion de la taille de la bat­te­rie, qui déter­mine l’autonomie élec­trique dis­po­nible, et de la pré­sence ou non d’un moteur ther­mique en com­plé­ment de ladite autonomie. 

Dans cer­tains cas, le moteur ther­mique peut faire rou­ler la voi­ture ; dans d’autres il ne sert qu’à rechar­ger la bat­te­rie, la pro­pul­sion étant exclu­si­ve­ment élec­trique. À l’extrémité du spectre, on sup­prime le moteur ther­mique et on a le véhi­cule 100 % élec­trique, seul véhi­cule « zéro émis­sion » (en roulage). 

DES GAINS DÉPENDANT DES USAGES

Les gains en termes de consom­ma­tion et de CO₂, poten­tiel­le­ment beau­coup plus impor­tants, dépendent en fait des usages (part de conduite 100 % élec­trique) ain­si que du conte­nu CO₂ de l’électricité uti­li­sée. Les sur­coûts de ces tech­no­lo­gies sont éga­le­ment plus impor­tants, en fonc­tion notam­ment de la taille de la bat­te­rie et de l’existence ou non d’une double motorisation. 

Les pré­vi­sions sur le suc­cès res­pec­tif de ces dif­fé­rentes tech­no­lo­gies res­tent très incer­taines et varient for­te­ment selon les zones géo­gra­phiques, notam­ment compte tenu de l’importance des poli­tiques publiques en la matière et des réglementations. 

LE GRAND FLOU DE L’ÉVOLUTION DU MARCHÉ

Aux États-Unis, les moto­ri­sa­tions hybrides se sont déve­lop­pées plus rapi­de­ment qu’en Europe, en par­tie comme alter­na­tive aux moteurs Die­sel pour amé­lio­rer l’efficacité des moteurs ther­miques et res­pec­ter les règles CAFE de plus en plus contrai­gnantes. Les véhi­cules hybrides ont repré­sen­té 86 % de ventes de véhi­cules élec­tri­fiés en 2014. 

Tou­te­fois, on assiste actuel­le­ment à un bas­cu­le­ment net vers les tech­no­lo­gies plug-in qui concentrent les aides finan­cières, et sont même deve­nues obli­ga­toires dans quinze États dont la Californie. 

UNE SITUATION CONTRASTÉE

En Europe, la situa­tion est comme tou­jours plus frag­men­tée et contras­tée par pays, mais on observe la même ten­dance : les full hybrids, signi­fi­ca­tifs depuis 2010, semblent atteindre une asymp­tote autour de 1,5 % des ventes totales. 

On assiste depuis 2012 à un décol­lage des modèles plug-in, selon des rythmes et des mix très dif­fé­rents selon les pays. 

À court terme, le mar­ché des véhi­cules élec­tri­fiés reste très dépen­dant de fac­teurs non direc­te­ment liés à la tech­no­lo­gie elle-même, à savoir essen­tiel­le­ment la qua­li­té des offres de pro­duits mises en avant, asso­ciée aux poli­tiques publiques et au niveau de matu­ri­té de l’écosystème (pré­sence de bornes de recharge). 

Ce n’est qu’à plus long terme, lorsque les tech­no­lo­gies seront plus bana­li­sées et les poli­tiques publiques moins déter­mi­nantes dans l’équation éco­no­mique, que les dif­fé­rentes tech­no­lo­gies seront dis­cri­mi­nées par leur com­pé­ti­ti­vi­té intrinsèque. 

DES STRATÉGIES AU DÉPART DIVERGENTES

Dans ce contexte, les stra­té­gies d’électrification des construc­teurs dépendent à leur tour de deux fac­teurs : à court et moyen terme, le besoin de répondre aux régle­men­ta­tions (CAFE un peu par­tout, régle­men­ta­tion ZEV aux États-Unis, NEV en Chine, etc.) en lien avec leurs prio­ri­tés géo­gra­phiques et les seg­ments de mar­ché sur les­quels ils sont pré­sents, et à long terme celui de se posi­tion­ner sur les tech­no­lo­gies les plus pro­met­teuses d’un point de vue à la fois d’image de marque et de por­te­feuille technologique. 

DES CHOIX CLIVANTS

La Prius a connu un véri­table suc­cès. © SJOERD VAN DER WAL

On a ain­si assis­té à des choix ini­tiaux cli­vants. Renault et Nis­san ont choi­si de se posi­tion­ner comme les lea­ders du véhi­cule zéro émis­sion, en intro­dui­sant entre 2010 et 2012 cinq modèles de grande série 100 % élec­triques, dont trois sur des pla­te­formes dédiées, et en visant des prix com­pa­rables aux véhi­cules ther­miques équivalents. 

De fait, sur les 232 000 véhi­cules 100 % élec­triques ven­dus dans le monde en 2015, 36 % étaient de marque Renault ou Nis­san. La Renault Zoé est le pre­mier véhi­cule élec­trique ven­du en Europe, et la Nis­san Leaf le pre­mier au niveau mondial. 

Toyo­ta a axé sa stra­té­gie sur le full hybrid dès les années 2000 : la Prius, après des débuts labo­rieux, a connu un véri­table suc­cès com­mer­cial qui a for­gé une image forte de Toyo­ta dans ce domaine. Elle a contri­bué à popu­la­ri­ser la tech­no­lo­gie sur tous les marchés. 

Daim­ler ou BMW ont pu se per­mettre de déve­lop­per en paral­lèle les tech­no­lo­gies hybrides rechar­geables pour leurs modèles haut de gamme et des solu­tions 100 % élec­triques pour les plus petites voi­tures (Smart élec­trique, BMW i3). 

D’autres groupes, comme Volks­wa­gen ou le groupe Hyun­dai-Kia, ont eu des approches plus atten­tistes, foca­li­sées dans un pre­mier temps sur les véhi­cules hybrides pour concur­ren­cer Toyo­ta aux États-Unis, et ont fait des tests en élec­tri­fiant des modèles thermiques. 

Enfin, Tes­la a bâti son suc­cès sur une approche en rup­ture, atta­quant le mar­ché par le très haut de gamme tout élec­trique et évo­luant vers des véhi­cules plus abordables. 

UNE ÉVOLUTION VERS DES PORTEFEUILLES TECHNOLOGIQUES LARGES

Compte tenu des évo­lu­tions tech­no­lo­giques rapides et sur­tout de l’émergence d’un consen­sus sur le fait que la réponse au défi des réduc­tions de CO₂ ne pas­se­ra pas par une tech­no­lo­gie unique, mais bien par un por­te­feuille de solu­tions d’électrification qui devront être appli­quées de manière opti­mi­sées selon les seg­ments de mar­ché et les zones géo­gra­phiques, on assiste actuel­le­ment à un rééqui­li­brage des stra­té­gies des dif­fé­rents construc­teurs, avec en défi­ni­tive le déve­lop­pe­ment par tous d’un por­te­feuille de tech­no­lo­gies assez large. 

La Tes­la, sym­bole du très haut de gamme tout élec­trique. © GANGIS KHAN

Ain­si, l’Alliance Renault-Nis­san dis­pose d’une offre full hybrid aux États-Unis et au Japon, et pré­pare des pro­duits plug-in, notam­ment pour les mar­chés nord-amé­ri­cain et chinois. 

Hyun­dai a déve­lop­pé une pla­te­forme dédiée à l’électrique sur le seg­ment C avec trois solu­tions rechar­geables sur le même véhi­cule, pou­vant ain­si cou­vrir tous les mar­chés et tous les mix de motorisation. 

Volks­wa­gen semble miser for­te­ment sur l’hybride rechar­geable mais pré­voit éga­le­ment de pro­po­ser des ver­sions 100 % élec­triques sur la plu­part de ses modèles. 

Toyo­ta pro­pose main­te­nant des hybrides rechar­geables (Prius III) et des véhi­cules pure­ment élec­triques au Japon et aux États-Unis, même si ces der­niers ne repré­sentent pour l’instant que 5 % de ses ventes de véhi­cules électrifiés. 

Par ailleurs, à l’horizon 2021, date d’entrée en vigueur du pro­chain palier de normes CO₂ en Europe, la plu­part des modèles ther­miques de tous les construc­teurs seront équi­pés de tech­no­lo­gies mild hybrid.

UN MOUVEMENT QUI S’ACCÉLÈRE

Le déve­lop­pe­ment des infra­struc­tures de recharge est un fac­teur essen­tiel d’évolution du mar­ché. © HELENEDEVUN

On com­prend donc qu’il faut obser­ver ces stra­té­gies en mode dyna­mique, et que les dif­fé­rentes tech­no­lo­gies d’électrification ne sont pas tant concur­rentes que complémentaires. 

Les pré­vi­sions s’appuient essen­tiel­le­ment sur des études de coût total d’utilisation, qui elles-mêmes dépendent énor­mé­ment à court terme de l’évolution des poli­tiques publiques, et à moyen terme de l’évolution du coût des tech­no­lo­gies (notam­ment le coût des bat­te­ries par kilowatt-heure). 

Il s’agit là de fac­teurs impor­tants, néces­saires, mais pas suf­fi­sants, comme le montre très bien la diver­si­té des per­for­mances selon les pays euro­péens : la vitesse d’adoption des tech­no­lo­gies plug-in – du fait notam­ment de la dis­rup­tion en termes d’usage qu’elles imposent (besoin de recharge au domi­cile ou sur l’espace public) – dépend avant tout de l’engagement coor­don­né de tous les acteurs de l’écosystème.

C’est ce qui a fait leur suc­cès en Nor­vège, et qui explique pour­quoi la France est le pre­mier pays euro­péen en matière de véhi­cule élec­trique à ce jour : le véhi­cule élec­trique n’est pas l’affaire des construc­teurs, mais c’est bien un pro­jet de société. 

De ce point de vue, l’urgence envi­ron­ne­men­tale, la mul­ti­pli­ca­tion des offres de véhi­cules élec­tri­fiés et des ser­vices asso­ciés (fort lien avec l’autopartage et le véhi­cule connec­té et auto­nome à terme), le déve­lop­pe­ment des infra­struc­tures de recharge et les pro­grès signi­fi­ca­tifs des tech­no­lo­gies de bat­te­ries pointent vers une accé­lé­ra­tion de cette adop­tion dans de nom­breux pays dans les trois à cinq ans qui viennent. 

Les construc­teurs s’y pré­parent activement.

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