Enjeux de l’électrification des véhicules

La pollution atmosphérique se place au cœur des problématiques mondiales, ses conséquences sont néfastes sur la santé publique et l’environnement. Dans plusieurs régions, la qualité de l’air est dégradée à cause de divers polluants tels que les NOx (x=1 : monoxyde d’azote, x=2, dioxyde d’azote …) et les particules de matière fine (PM), dont les seuils fixés par les standards sont régulièrement dépassés. Les origines de cette pollution sont diverses et peuvent dépendre de l’homme ou de la nature. On peut citer notamment l’énergie fossile utilisée dans l’industrie et dans les moyens de transport [1]. Le secteur du transport occupe particulièrement une part importante de la pollution atmosphérique. A titre d’exemple, l’agence européenne pour l’environnement « AEE » a annoncé en 2008 que ce secteur représente environ un tiers de la consommation énergétique globale et plus du cinquième des émissions de gaz à effet de serre des pays membres, cela étant dû principalement à la dépendance des transports à l’égard des combustibles provenant des ressources fossiles [2]. Afin de réduire cette dépendance des transports vis-à-vis des énergies fossiles, l’électrification des moyens de transport routier, s’avère incontournable, ce qui permet d’utiliser les sources d’électricité pour alimenter les transports, en l’occurrence les énergies renouvelables qui sont les plus intéressantes du point de vue environnement et durabilité [3].

L’intérêt et la modalité de l’augmentation du taux de pénétration des véhicules électrifiés dans le marché de l’automobile doivent tenir compte des sources de production d’électricité qui changent d’un pays à un autre. En effet, certains modes de production d’électricité ont des émissions de GES importantes, ce qui réduit l’intérêt pour les véhicules tout électrique. La Figure 1.1 montre les émissions de CO2 de plusieurs types de véhicules, avec ou sans électrification, en fonction de la source d’électricité. A l’instar de l’hybridation des véhicules, son apport énergétique est moins équivoque du fait de la récupération de l’énergie de freinage et le « downsizing » des moteurs thermiques qu’elle permet, indépendamment du mode de production de l’énergie électrique. Sur le plan énergétique, la chaine de traction tout électrique possède un rendement beaucoup plus important que celui de la chaine de traction thermique [7]. Ceci peut permettre, avec les véhicules tout électrique, une réduction de la consommation globale d’énergie (du puits à la roue) comme montré dans la Figure 1.2. On peut voir dans la Figure 1.2, que la consommation de l’énergie primaire pendant le fonctionnement d’un véhicule (en considérant un kilométrage total de 150 000 km des véhicules), est plus réduite pour les véhicules électriques, par rapport aux véhicules thermiques à essence et à diesel (voir la colonne en orange pour l’électricité et les colonnes jaunes pour le carburant), cela est dû au meilleur rendement de la chaine de traction électrique par rapport aux chaines de traction thermiques conventionnelles (surtout aux basses vitesses). Par ailleurs, si on considère la consommation globale de l’énergie primaire (tenant compte des phases de production des véhicules), la consommation totale du véhicule électrique s’approche de celle d’un véhicule diesel (comme montré dans la Figure 1.2), à cause de l’énergie importante consommée lors de la fabrication de la batterie pour le véhicule électrique (colonne en bleu).

Enjeux de l’électrification des véhicules

Cependant, même si la consommation énergétique totale sur un cycle de vie de véhicule électrique est proche de celle d’un véhicule diesel, la nature de l’énergie consommée est un facteur déterminant. En effet, dans le cas d’une production d’électricité peu dépendante des énergies fossiles polluantes (comme c’est le cas de la France), le véhicule électrique conduit à beaucoup moins de déplétion de ressources fossiles, comme le montre la Figure 1.3. Si l’électricité est produite par des centrales nucléaires (source d’électricité principale en France), il n’y a quasiment pas d’émissions en GES, les seuls points négatifs consistent en la gestion des déchets radioactifs, le risque de catastrophes nucléaires et l’épuisement de ressources en Uranium. Si l’électricité est produite par des ressources renouvelables « non polluantes », le véhicule électrique devient encore plus intéressant, vu que le flux d’énergie primaire est illimité et « gratuit », les seuls coûts sont donc liés à la réalisation, l’exploitation et la maintenance des centrales de production.