L'électrique gagnerait haut la main l'analyse en cycle de vie face au thermique

Le 14 novembre 2017

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Le dieselgate et les positions politiques récentes prises dans plusieurs régions du monde, notamment en Europe, pour le véhicule électrique et pour une fin programmée du thermique font ressurgir les doutes sur la pertinence d’un soutien fort à la technologie électrique.

Les doutes avaient pu se cristalliser sur le prix des véhicules et la non-viabilité du modèle économique électrique. L’insuffisance de l’autonomie des batteries et son incompatibilité avec les usages, le manque d’infrastructures de recharge sont le deuxième doute souvent invoqué. Le prix et l’autonomie restent des freins au développement de l’électromobilité ; ces sujets se sont néanmoins beaucoup améliorés en quelques années et vont continuer de s’améliorer. Le seul prix des batteries a été réduit de moitié en 7 ans.

Le point noir qui apparaît aujourd’hui contre le véhicule électrique est l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) comparée entre le véhicule thermique et le véhicule électrique. L’ACV d'un véhicule électrique ne serait pas meilleure que le véhicule thermique, voire moins bonne du fait essentiellement du bilan de la production de la batterie et du bilan de la production de l’électricité nécessaire à sa recharge. Le véhicule électrique déplacerait ailleurs (dans la production de la batterie et de l’électricité nécessaire) les avantages mis en avant par les constructeurs du « zéro émission ». L’avantage environnemental annoncé, qui justifie le soutien à la filière électrique pour une mobilité plus durable, n’en serait pas un si l'on considère la totalité du cycle de vie.

Une étude récente commandée par l’ONG Transport & Environment à Maarten Messagie de l’Université de Bruxelles propose un état de l’art qui semble très documenté sur cette question du cycle de vie comparé des différentes technologies électriques et thermiques.

L’étude passe en revue 79 études ACV

Le premier point observé est la divergence des résultats publiés par ces études. Maarten Messagie dresse plusieurs causes de ces divergences dont les hypothèses de mix énergétique de production de l’électricité, les hypothèses de consommations NEDC (New European Driving Cycle) ou réelles (+30 à 40%), les hypothèses de durée du cycle de vie des véhicules ou des batteries.

Le bilan carbone de la production des batteries lithium est en particulier celui qui indique les plus grandes variations allant de 40 à 350 kg de CO2 par kWh de capacité de batterie. L’auteur indique plusieurs paramètres techniques influant sur ce bilan comme le taux d'utilisation de certains matériaux comme le cobalt ou le nickel, la profondeur de décharge, la densité énergétique… Les études approfondies manquent, d’autant que les technologies évoluent très rapidement et modifient la chimie et les matériaux employés.

Pour néanmoins réaliser un bilan carbone comparé, Maarten Messagie propose un modèle utilisant et agrégeant les différentes données de la littérature suivant des choix propres au chercheur et probablement discutables. Le travail a néanmoins le mérite de proposer une comparaison utilisant un état de l’art sur ces ACV, plus qu'un parti pris 'pour' ou 'contre'.

Ils sont illustrés par le graphique ci-après :

Analyse cycle de vie étude Tranport & EnvironmentSource : Life Cycle Analysis of the Climate Impact of Electric Véhicles - Transport & Environment

Le modèle prend en compte 4 phases :

  1. la phase du puits au réservoir  ;
  2. celle du réservoir à la roue  ;
  3. la production/maintenance/recyclage de la caisse  ;
  4. et enfin la production/maintenance/recyclage du groupe de propulsion. 

Sur cette base, le véhicule électrique montre un bilan de moins de 100 grammes par km pour plus de 200 pour le thermique en utilisant le mix énergétique européen moyen (de 300 grammes de CO2 par kWh). Même en Pologne avec l'électricité très carbonée des centrales à charbon (600 g CO2/kWh), le résultat reste favorable à l’électrique.

Un pari sur l'avenir ?

L’ensemble de ces données semblent confirmer que l’électrique est bien digne d’intérêt du point de vue de son bilan CO2 sur l'ensemble du cycle de vie, d’autant que l’auteur ajoute 2 remarques importantes :

  1. Les émissions de polluants réglementés et non réglementés sont inférieures de 8 fois pour le véhicule électrique, même en tenant compte des émissions de polluants liées à la production d’électricité. L’enjeu est, ici, celui de la santé publique.

  2. Des pistes d’amélioration de ce bilan CO2 pour l’électrique sont à considérer au profit d’un accroissement de l’avantage pour l’électrique, en particulier par :
  • Le remplacement des modes de production d’électricité très carbonés comme le charbon par des modes moins carbonés (gaz, ENR) ;
  • La perspective de réduction du poids des véhicules combinant l’usage de nouveaux matériaux et l’amélioration de la densité des batteries ;
  • La réduction du bilan CO2 de la production des composants pour le véhicule électrique par l’utilisation progressive de plus d’énergies renouvelables dans l’industrie ;
  • L’évolution de la chimie des batteries utilisant de moins en moins de matériaux dont les bilans d’extraction sont mauvais comme le nickel, le cobalt ou les métaux rares.

On constate que toute ces pistes d’amélioration sont sérieuses et sont déjà en marche. De son côté le véhicule thermique s’approche sans doute plus d’une asymptote dans ses potentiels d’amélioration, certes encore existants. 

L’enjeu de la transition n’est probablement pas d’opposer les 2 technologies. La phase de transition énergétique nécessite le foisonnement de nouvelles solutions avant de trouver un nouveau modèle durable.

La seule foi dans le thermique n’est plus crédible. Un soutien volontariste aux nouvelles technologies dont l’électrique est sans nul doute nécessaire pour sortir du modèle dominant thermique. Les données de cette étude confirment l’intérêt d’explorer la voie de l’électrique même si celle-ci comporte encore des paris sur l'avenir et nécessite la structuration d'une filière.

Les récentes interrogations de la commission européenne sur la structuration d’un airbus de la batterie sont probablement plus pertinentes que la remise en cause de l’électrique par son analyse de cycle de vie ; cela aussi dans un but de conservation de la place de l'Europe dans le marché automobile mondial, face à une Chine qui n’a ni d’état d’âme sur l’électrique, ni de filière thermique à protéger tout en ayant organisé son accès aux minerais et terres rares nécessaires à la structuration de sa filière industrielle 'chaîne de traction électrique'.


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