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Véhicules électriques : un développement sous contrainte

Les véhicules ''propres'' Actu-Environnement.com - Publié le 25/01/2010
Les véhicules ''propres''  |    |  Chapitre 6 / 10
En novembre 2008, à l'occasion du Salon de l'Automobile à Paris, Nicolas Sarkozy a annoncé le lancement d'un plan « voiture propre » axé sur les voitures peu émettrices de carbone. Le plan est surtout dédié au (re)développement de la voiture électrique. En octobre 2009, ce plan a été précisé : l'objectif fixé est d'atteindre 2 millions de ces véhicules peu émetteurs de CO2 dits ''décarbonés'' sur les routes à l'horizon 2020 soit 16 % du marché du neuf. Ce plan vise par conséquent à lever les derniers verrous technologiques et prévoit pour cela de multiples mesures d'aides allant de la recherche jusqu'à la vente : appel à projets ''infrastructures de charges'' de l'ADEME prévu pour 2010, création de la filière batteries, plateformes de tests, achat de 100.000 véhicules électriques par l'Etat, création d'un réseau d'un million de points de recharge d'ici 2015… Car le développement des véhicules électriques ne pourra pas se faire sans le développement de technologies de recharge et de stockage d'énergie adaptées et surtout économiquement viables.

L'infrastructure de recharge

L'infrastructure de recharge qui va devoir se déployer sur le territoire pour accueillir les véhicules électriques est un défi de taille. Selon l'ADEME, ces modes de transport doivent s’intégrer dans l’équilibre offre-demande du système de production d’électricité de manière judicieuse pour présenter le meilleur bilan environnemental et le moins de contraintes techniques sur le réseau électrique. ''La contrainte n’est vraisemblablement pas du côté du volume de cette nouvelle demande mais du côté de la puissance appelée'', explique l'agence.
En comparant la quantité d'électricité renouvelable et nucléaire produite en 2007 au cours d'une journée et les besoins en électricité, l'ADEME a estimé que 4 GW pourraient être disponibles pour la recharge des véhicules électriques de minuit à 7h du matin. L'ADEME conclut par conséquent qu'un parc d’un million de véhicules (correspondant à 3 GW de puissance appelée avec une charge lente nocturne) peut être géré de manière intelligente avec les ressources en place. Selon l'agence, au regard de l'inertie du parc de véhicules en France, ce million de véhicules électriques ne sera pas atteint avant 2020. D'ici là l'ADEME estime que la France devrait disposer de capacités supplémentaires non carbonées en période nocturne pouvant aller jusqu’à 8 GW.

Ce qui risque de poser problème ce sont donc les recharges rapides en journée : ''les recharges « flash », de quelques dizaines de minutes, sont à éviter car elles créent de forts appels de puissance, très probablement en cours de journée, ce qui constitue une contrainte supplémentaire forte sur le réseau électrique'', explique l'ADEME. Si 50.000 véhicules électriques venaient à se brancher simultanément, c'est l’équivalent de 2 GW qui seraient sollicités. Seuls les moyens thermiques à flamme ou les centrales hydrauliques permettraient de répondre mais les capacités hydraulique sont aujourd'hui déjà sollicitées.

Il est donc nécessaire de réfléchir à ne nouveaux modes de recharge comme par exemple un système d'échange de batteries. C'est la solution que développe l'opérateur Better Place qui espère installer un vaste réseau de stations de recharge et de stations d’échange de batteries pour alimenter les véhicules électriques.
En 2008, le gouvernement israélien a décidé de lancer, en partenariat avec l’Alliance Renault Nissan et cet opérateur, un vaste programme de déploiement d’un véhicule électrique. Le pays s'oriente vers un modèle plutôt original proche de celui de la téléphonie mobile dans lequel le profit provient de la vente de services et non pas de la vente du matériel. Concrètement, lors de l'achat d'un véhicule électrique les conducteurs souscriraient un abonnement mensuel pour la recharge de leur véhicule auprès de la société chargé de l'infrastructure de recharge. L'abonnement financerait le prix d'achat et d'utilisation de la batterie (facturé au kilomètre parcouru selon un paiement à l'usage) et l'accès au réseau électrique pour leur recharge. Ce modèle économique rendrait ainsi la voiture électrique enfin compétitive par rapport au véhicule thermique.

Dans le cadre des travaux de la Stratégie nationale de déploiement des infrastructures l'ADEME a proposé également la mise en place d'un tarif de charge différents pour inciter à la consommation pendant les heures creuses. Les Technologies de l'Informatique et de la Communnication ont d'ailleurs une place à jouer dans ce système afin d'optimiser les conditions de recharge grâce à des compteurs intelligents. Des projets de recherche lancés aux Etats-Unis travaillent à l'élaboration de systèmes capables d'orienter le flux énergétique en fonction du prix de l'électricité. Alors qu'en période creuse, le prix est faible, le système autorise le véhicule à soutirer de l'énergie du réseau. En période de pointe, lorsque le prix de l'électricité est élevé, le système injecte de l'électricité des véhicules sur le réseau.

Les batteries

Les batteries sont des éléments essentiels pour le développement des véhicules électriques et hybride. Les batteries de démarrage utilisées à l'heure dans les véhicules thermique ne sont pas adaptées à une utilisation pour la traction. Il a donc fallu développer de nouveaux équipements. Actuellement de nombreuses recherches sont menées afin de développer des batteries peu encombrantes, légères au regard de leur capacité, facilement rechargeables et avec une grande autonomie et surtout des batteries qui puissent être fabriquées à grande échelle à des coûts raisonnables.
Plusieurs technologies existent et diffèrent selon la densité énergétique (Wh/kg) : Plomb (30 à 50 Wh/kg), Nickel Cadmium (45 à 80 Wh/kg), Nickel Metal Hydrure (60 à 120 Wh/kg), Lithium-ion (110 à 160 Wh/kg), Lithium Metal Polymère (100 à 130 Wh/kg). Chaque constructeur choisit la technologie la plus adaptée à sa gamme de véhicules et à son modèle économique. Selon le CEA, le système nickel-hydrure métallique (NiMH) est le plus répandu car son prix est plus abordable par rapport au système Lithium-ion (Li-ion) pourtant globalement plus performant mais non sans conséquences environnementales pour les pays dans lesquels le Lithium est extrait. Les fabricants de batteries et les constructeurs automobiles sont toutefois de plus en plus nombreux à développer des accumulateurs Li-ion. Ils ont pour objectifs la réduction des coûts, l'augmentation de la sécurité et l'amélioration des performances (> 1.000 Wh/kg).

Le coût

Les véhicules équipés de ces nouvelles technologies présentent aujourd'hui un surcoût. Selon l'IFP, le coût d'acquisition d'un véhicule électrique serait deux fois plus élevé qu'un véhicule thermique en grande partie en raison du prix important de la batterie, celui d'un véhicule hybride serait 30% plus élevé. Si l'on intègre les coûts d'usage en termes d'énergie et de maintenance, l'écart de prix se réduit à 30% entre véhicule électrique et thermique ce qui correspondant au montant d'aide actuel tandis que l'écart s'annule entre véhicule hybride rechargeable et thermique. Si le coût des batteries se réduit comme le prévoient les fabricants, le véhicule électrique pourrait à terme devenir concurrentiel.

En attendant, des aides sont toujours prévues pour encourager l'acquisition de véhicules ''propres''. Le bonus écologique par exemple s'élève à 5.000 € pour les véhicules qui émettent moins de 60 gCO2/km, autrement dit les véhicules électriques. L'ADEME aide également à l'acquisition de bus ou de bennes à ordures électriques.

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Réactions1 réaction à cet article

 

"Ce modèle économique rendrait ainsi la voiture électrique enfin compétitive par rapport au véhicule thermique."
Ce qui est déjà faux pour les véhicules hybrides.
Juste une pensée à court terme généralisée dans la population, et que l'on retrouve souvent dans les médias, même ici, c'est pour dire !

"d'optimiser les conditions de recharge grâce à des compteurs intelligents", ou comment vendre l'inutile et l'inefficace linky !
Depuis plus de 15 ans dans la ferme de mes parents un groupe électrogène démarre automatiquement quand on passe en EJP (sans linky, magique ?) et depuis encore plus longtemps le chauffe-eau se met en route en heures creuses. Avoir des recharges de véhicules en dehors des pics de conso me semblent alors faisable, sans changer les compteurs...

Maintenant il est vrai qu'une gestion électrique globale sur un territoire a de nombreux avantages, y compris en terme de contenu CO2 et d'intégration des ENR mais là on va bcp plus loin que de rechargé des batteries en heures creuses...

Tombour | 08 avril 2014 à 17h23
 
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