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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