La voiture électrique constitue-t-elle la clé de la décarbonation des transports ? Autrement dit, est-elle en mesure de conduire à une réduction drastique des émissions induites lors de nos déplacements ? Face aux autres véhicules bas-carbone, tels que ceux roulant au biométhane, a-t-elle d’autres points forts à faire valoir ? Quelles limites rencontre-t-elle aujourd’hui ? Les composants utilisés dans les batteries viendront-ils à manquer ? Quid des bornes de recharge ? Et de l’autonomie, et des longs trajets ?
En s’appuyant sur des données scientifiques, cet article vise à remettre en cause certaines idées reçues. Car, si la voiture électrique performe mieux que ses concurrentes, il est nécessaire que les gens le sachent pour bien orienter leur choix lors du renouvellement de leur véhicule.
Avant de poursuivre, arrêtons-nous un instant sur l’expression “décarboner le secteur des transports”. Qu’entend-on par là ?
D’après le rapport du Haut Conseil pour le Climat (HCC), le secteur des transports est à l’origine de 31 % des émissions de gaz à effet de serre sur le territoire français, devant l’industrie (19 %), l’agriculture (19 %), les bâtiments (17 %), l’énergie (10 %) et le traitement des déchets (4 %).
(Voir le détail de la répartition.)
Atteindre la neutralité carbone en 2050 suppose donc, en plus d’actions à mener dans tous les autres secteurs, un effort particulier concernant les transports. C’est pourquoi le gouvernement fixe un objectif de réduction de 70 % des émissions du secteur dans les trente ans à venir.
Or, en France, les voitures particulières et les véhicules utilitaires contribuent à hauteur de 68 % aux émissions du secteur, contre 25 % pour les poids lourds, 4 % pour les avions et 3 % pour le reste (maritime, deux-roues, ferroviaire, fluvial).
Responsables de plus des deux tiers des émissions, les véhicules légers sont donc le levier le plus puissant pour décarboner les transports. Malgré une hausse des ventes de véhicules hybrides et électriques au cours des dernières années, le moteur thermique continue d’être hégémonique, comme les tableaux suivants l’indiquent :
| Voitures en circulation en 2021 | Voitures thermiques diesel/essence | Voitures électriques & à hydrogène | Autres (hybrides, gaz) |
| 38 346 266 | 37 142 735 | 244 863 | 867 345 |
| 100 % | 97 % | 0,7 % | 2,3 % |
| Utilitaires en circulation en 2021 | Utilitaires thermiques diesel/essence | Utilitaires électriques & à hydrogène | Autres (hybrides, gaz) |
| 5 904 396 | 5 831 622 | 48 659 | 24 115 |
| 100 % | 99 % | 0,7 % | 0,3 % |
Compte tenu de ces chiffres, le remplacement progressif des véhicules thermiques par des véhicules moins émetteurs semble être la condition sine qua non de la décarbonation du secteur des transports.
En raison de l’inertie de l’industrie automobile (des modèles conçus aujourd’hui seront vendus en 2030 et encore en circulation en 2050), il convient de faire rapidement des choix pour favoriser l’essor des véhicules les plus en phase avec l’objectif de neutralité carbone.
Dès lors, plusieurs questions se posent :
- Quelles sont les alternatives au moteur thermique ?
- Quels défis soulève l’adoption de la voiture électrique ?
- À côté de la réduction des émissions, quels sont les cobénéfices de la voiture électrique?
- Conclusion
Quelles sont les alternatives au moteur thermique ?
Essence, diesel, gaz, hydrogène, biocarburant, hybride, 100 % électrique…
Aux côtés des voitures thermiques fonctionnant au diesel ou à l’essence, il y a quatre catégories de véhicules :
- électrique à batterie ;
- électrique à pile à combustible à hydrogène ;
- hybride rechargeable et non rechargeable ;
- thermique au gaz naturel et biocarburant.
Pour comparer les niveaux d’émissions de ces différents types de véhicule, il faut considérer leur empreinte carbone sur l’ensemble du cycle de vie, c’est-à-dire la totalité des émissions induites depuis l’extraction des matières premières jusqu’à la fin de vie (casse ou recyclage), en passant par l’usinage des pièces, l’assemblage, l’utilisation de la voiture, son entretien, la production du carburant fossile ou de l’électricité, etc.
Beaucoup de constructeurs de véhicules électriques négligent les émissions en amont et en aval pour pouvoir promouvoir des voitures “zéro émission”, en se focalisant sur l’usage et sans même considérer l’intensité carbone* du mix duquel provient l’électricité pour la charge. Car si l’électricité servant à charger une voiture électrique est produite par une centrale à charbon, son usage sera loin d’être neutre en CO2…
* gCO2e émis pour 1 kWh mis sur le réseau
Empreinte carbone : quel type de véhicule émet le moins ?
Les données présentées dans le diagramme suivant proviennent d’un rapport réalisé par le cabinet Carbone 4 sur les motorisations alternatives. L’empreinte carbone des différents types de véhicules est donnée en gCO2e/km et calculée sur la base d’une distance parcourue de 200 000 kilomètres.
Ci-dessous, la liste des sigles utilisés :
| VTH | Véhicule Thermique |
| VHR | Véhicule Hybride Rechargeable |
| VEB | Véhicule Électrique à Batterie |
| VEH | Véhicule à Hydrogène (Pile à Combustible) |
| GNC | Gaz Naturel Comprimé |
| MHEV | Véhicule Thermique à hybridation légère |
En considérant l’empreinte carbone des différents types de véhicule, il est déjà possible d’affirmer que :
- Les véhicules thermiques fonctionnant au gaz naturel ne constituent pas une alternative bas-carbone. Même s’ils émettent moins que les véhicules diesel, le gain n’est que de 23 %.
- Les véhicules hybrides rechargeables non plus, à cause de leur consommation de carburant fossile, effective plus de 60 % du temps d’usage La réduction par rapport aux véhicules thermiques diesel n’est que de 16 %.
- En l’absence de mix électrique décarboné pour produire de l’hydrogène vert, les véhicules à hydrogène, en ce qui concerne la mobilité légère du moins, constituent une fausse bonne idée. En Europe, ils émettent en moyenne plus que les véhicules thermiques diesel (+ 15 %).
3 technologies se démarquent en France :
- Les véhicules électriques à batterie (80 gCO2e/km en France, 112 en Europe) permettent en moyenne une réduction de 70 % en France et de 59 % en Europe par rapport à un véhicule diesel, sur l’ensemble du cycle de vie.
- Les véhicules à hydrogène en France (112 gCO2e/km) en France émettent en moyenne 59 % de moins que les véhicules diesel.
- Les véhicules au bioGNC ont la même empreinte carbone que les véhicules à batterie en France (80 gCO2e/km). Ils émettent donc 70 % de moins que les véhicules diesel.
Au-delà de l’empreinte carbone, d’autres paramètres sont à considérer.
D’abord, l’hydrogène vert est cher, de 5 à 10 € le kilo (environ 100 kilomètres).
Ensuite, en tant que vecteur énergétique, l’hydrogène présente un mauvais rendement (0,4 si on le produit par électrolyse. Cela revient à dire qu’on utilise par exemple 10 kWh afin d’en obtenir 4 qu’on compresse et qu’on stocke pour un usage ultérieur).
Concernant les émissions, il n’est compétitif que dans les pays dont le mix est largement décarboné, ce qui explique, la différence de 200 gCO2e par kilomètre entre la France et la moyenne européenne… A 312 gCO2/km, autant rouler dans une voiture thermique.
De plus, l’hydrogène alloué au parc de véhicules légers entre en concurrence avec d’autres usages, qu’on observe dans l’industrie métallurgique par exemple. N’étant pas en quantité illimitée, son allocation est soumise à arbitrage.
En fin de compte, il ne constitue pas une solution viable à grande échelle, d’autant moins que l’adoption d’une mobilité hydrogène nécessiterait l’installation massive de stations-service spécifiques sur l’ensemble du territoire, à un rythme bien supérieur à ce qu’on observe ces dernières années. Pour information, il n’y a actuellement sur ce créneau que 29 stations en service en France.
Le bioGNC, ou biométhane, est issu de déchets organiques. Sur le papier, c’est une bonne alternative aux carburants fossiles. Malheureusement, la question de l’allocation des ressources se pose là encore, étant donné que les terres agricoles nécessaires à sa production sont elles aussi en quantité limitée. Entre aliments et carburant, il faut choisir. Le biométhane peut à la rigueur être une solution intéressante pour la mobilité lourde mais ne sera jamais suffisant pour approvisionner l’ensemble du parc automobile.
La voiture électrique à batterie apparaît donc comme la seule alternative à la voiture thermique qui puisse être adoptée à grande échelle. De plus, elle permet de réduire de 70 % les émissions du secteur des transports sur le segment des véhicules légers, ce qui permet d’atteindre l’objectif fixé par la France pour 2050.
Quels défis soulève la voiture électrique ?
Matières premières
Contrairement à une idée reçue largement répandue, il n’y a pas de terres rares dans la majorité des batteries et des moteurs électriques. En revanche, les batteries contiennent des métaux à forte criticité, tels que le lithium et le cobalt, dont l’approvisionnement pourrait devenir problématique à l’horizon 2030, d’autant plus que l’offre est souvent très localisée (lithium en Amérique Latine, cobalt en République Démocratique du Congo…). Incontestablement, il y a là un facteur de tension géopolitique.
Avec l’augmentation de la demande, d’autres métaux pour l’instant abondants comme le nickel, le graphite ou le cuivre pourraient également finir par voir leur cours augmenter ou connaître des problèmes d’approvisionnement.
La récupération des métaux dont les batteries sont composées, via le recyclage, est donc un enjeu majeur pour la diffusion des véhicules électriques. Si les batteries Li-ion sont actuellement recyclables à 50 %, de nouveaux procédés hydrométallurgiques et mécaniques laissent présager un taux de recyclage de 80 à 90 % à moyen-terme. La filière devra se développer à mesure que ces véhicules électriques sortiront du parc en circulation et que la tension sur les matières premières s’accentuera.
Avec son Pacte Vert, la Commission européenne cherche à accélérer l’émergence de cette filière en réglementant la teneur en matériaux recyclés des batteries vendues en UE. À partir de 2030, elles devront contenir à minima 12 % de cobalt, 85 % de plomb, 4 % de lithium et 4 % de nickel recyclés, et ces proportions passeront à 20 % de cobalt, 10 % de lithium et 12 % de nickel recyclés à partir de 2035.
Poids des véhicules et puissance des batteries
Avec les SUV qui ont inondé le marché, la tendance actuelle est aux véhicules de plus en plus grands, de plus en plus lourds.
Selon l’Ademe, en 30 ans, la masse des voitures a augmenté de 30 % en moyenne pondérée en France et de 60 % pour la gamme des berlines compactes.
Or, si les progrès technologiques ont permis au moteur de consommer de moins en moins, l’augmentation de la masse des véhicules annule ces gains. En effet, même électrique, un véhicule lourd a besoin d’une batterie plus puissante, dont la fabrication requiert plus de matières premières et induit plus d’émissions en amont, sans compter le supplément d’énergie nécessaire pour le faire rouler à la même vitesse qu’un véhicule plus léger.
À cause de cela, une Tesla émet environ 25 % de CO2 de plus qu’une citadine compacte électrique sur l’ensemble de son cycle de vie.
Pour que la voiture électrique à batterie permette d’atteindre les objectifs de décarbonation du secteur transports (⇒ – 70 % en 2050), il est indispensable de :
- limiter le poids des engins,
- limiter la puissance des batteries (ou du moins, ne plus chercher à en proposer de toujours plus puissantes)
Autonomie, batterie et bornes de recharge
Même si 95 % des déplacements en voiture ne dépassent pas 300 kilomètres, la question de l’autonomie des véhicules électriques reste un obstacle pour la plupart des automobilistes.
Recharger sa batterie lorsqu’on est en déplacement implique de trouver une borne, donc de planifier son parcours en amont. On compte actuellement 60 000 bornes de recharge sur le territoire, ce qui est encore trop faible pour répondre à la demande, surtout lors des pics de circulation. Le gouvernement est ambitieux, puisqu’il table sur 7 millions de bornes installées d’ici à 2050, bien que la répartition public/privé ne soit pas encore déterminée.
Le deuxième frein relève de la durée du chargement. En voiture électrique, il faut être prêt à passer un peu plus de temps sur la route (environ 1 à 2 heures de plus pour un trajet entre 300 et 500 km). En dehors du fait que les pauses sont de toute façon recommandées lors des longs trajets, il est utile de préciser que des bornes rapides voient le jour et se diffusent, qui en moins d’une demi-heure permettent de recharger jusqu’à 80 % de la batterie de son véhicule.
En revanche, contrairement à une idée reçue tenace, la batterie d’une voiture électrique n’a pas besoin d’être remplacée durant la phase d’usage du véhicule. Une batterie moyenne est conçue pour supporter 1 000 à 1 500 cycles* avant de perdre 10 à 20 % de sa capacité d’origine. Pour 15 000 kilomètres par an, cela représente une utilisation de 15 à 20 ans. De quoi voir venir…
* Un cycle de charge correspond à l’utilisation de l’intégralité de la batterie. Comme on recharge avant que la batterie soit entièrement vide, le nombre de charges est supérieur au nombre de cycles.
Prix d’acquisition VS coût total de possession (TCO)
Un véhicule électrique à batterie coûte plus cher à l’acquisition qu’un véhicule thermique, du moins à niveau de gamme équivalent. Cependant, le coût d’un véhicule ne se limite pas à son prix d’achat, il faut également considérer le carburant, l’entretien, l’assurance, le stationnement, les péages, etc.
Or, pour ce qui est du carburant, le véhicule électrique est bien moins coûteux qu’un véhicule thermique, en particulier s’il est rechargé à domicile. Et pour ce qui est de l’entretien aussi ! Les visites techniques sont moins fréquentes, tous les 30 000 km pour un véhicule électrique contre 15 à 20 000 pour une voiture thermique. Si on intègre d’autres aspects touchant au moteur, à l’embrayage (il n’y en a pas !) ou au freinage, on arrive à une réduction de 20 à 40 % des coûts d’entretien . Si bien que dans certaines conditions, avec des distances quotidiennes importantes par exemple, certains véhicules électriques affichent déjà un coût total de possession (TCO) moins élevé que le véhicule thermique équivalent.
À celà, on doit ajouter deux choses. La première est que tous les fabricants, ayant compris que le prix d’acquisition serait un frein pour beaucoup de gens, proposent de l’échelonner en loyers mensuels, permettant ainsi de lisser le surcoût sur plusieurs années. La deuxième concerne le bonus écologique mis en place par le gouvernement pour accélérer la transition du parc vers l’électrique. Il y a à parier que d’autres subventions seront débloquées dans les années à venir.
À côté de la réduction des émissions, quels sont les cobénéfices de la voiture électrique ?
Qualité de l’air
Si le débat public fait la part belle à l’impact climatique des différents véhicules, c’est-à-dire à leur empreinte carbone, la question de la qualité de l’air est plus rarement introduite. L’absence totale d’émissions de polluants à l’échappement (oxydes d’azote “NOx” et particules fines) est pourtant un argument de poids en faveur de la voiture électrique.
En effet, la pollution de l’air extérieure constitue un enjeu majeur de santé publique, puisqu’elle entraîne 40 000 décès prématurés par an (soit 9 % de la mortalité en France) et occasionne une perte d’espérance de vie à 30 ans pouvant dépasser 2 ans.
Certes, les particules fines liées à l’usure des pneumatiques et au freinage doivent aussi être prises en compte. Sur ce plan, les deux types de véhicule sont équivalents : plus de particules fines provenant des pneus des voitures électriques, souvent plus larges en raison d’un poids supérieur, mais moins lors du freinage grâce aux dispositifs de récupération de l’énergie intégrés aux véhicules électriques.
Les voitures électriques constituent donc une nettement meilleure option pour ce qui touche à la qualité de l’air.
Nuisances sonores
En ville, le bruit des moteurs de voiture constitue la principale nuisance sonore. Or, il est désormais prouvé que cette “pollution” a un impact sur la santé : niveau de stress, qualité du sommeil, irritabilité, etc. Selon une étude IFOP de 2014, 82 % des français se disent préoccupés par les nuisances sonores, et une étude menée par EY pour l’Ademe a évalué le coût du bruit des transports à 20.6 milliards d’euros par an.
Là encore, la voiture électrique se démarque, étant donné que les moteurs électriques sont très peu bruyants en comparaison des moteurs à explosion.
À noter : Désormais, pour éviter les accidents en milieu urbain, les voitures électriques ou hybrides doivent émettre un son de 56 décibels minimum quand elles roulent à moins de 20 km/h, soit l’équivalent du bruit d’un lave-vaisselle, d’un ordinateur de bureau ou de l’ambiance dans un restaurant paisible…
Conclusion
Avec une empreinte carbone réduite de 70 % par rapport à une voiture diesel, la voiture électrique est, au moins sur le papier, la clé de la décarbonation du secteur des transports.
En effet, c’est le seul type de véhicule compatible avec :
- L’objectif de réduction de 70 % fixé par le gouvernement pour 2050 ;
- Une allocation optimale des ressources.
Les cobénéfices liés à la qualité de l’air et aux nuisances sonores plaident également pour l’adoption de la voiture électrique.
Toutefois, afin que l’effet rebond ne limite pas les réductions constatées, des efforts doivent être menés sur plusieurs fronts. Il va notamment s’agir de :
- Limiter le poids des véhicules et la puissance des batteries,
- Massifier l’installation de bornes de recharge,
- Augmenter les subventions publiques pour pallier le surcoût à l’achat en vue d’accélérer l’adoption des véhicules électriques par les Français,
- Recycler les batteries arrivées en fin de vie pour fabriquer les suivantes.
Pour ce qui est des batteries, même si les matériaux utilisés proviennent pour la plupart de l’étranger, des megafactories voient le jour en Europe avec des acteurs de pointe comme ACC. Le développement de ces unités de production est essentiel pour l’Union Européenne. Elles permettront de créer de l’emploi qualifié, développer des technologies de pointe et limiter notre dépendance vis-à-vis des autres grandes puissances.
Quoi qu’il en soit, à cause des effets rebond observés (meilleur rendement compensé par des voitures plus lourdes), la voiture électrique ne saurait être considérée comme la panacée.
D’autres leviers doivent être actionnés en parallèle, tels que la sobriété, qui consiste à diminuer le nombre ou la distance des déplacements, et le report modal, visant à privilégier d’autres moyens de transport (vélo, transports en commun, train, etc.) quand cela est possible.
Comment faire concrètement pour décarboner la flotte de véhicules de votre entreprise ?
Si maintenant vous vous demandez ce que vous pouvez faire concrètement pour décarboner la flotte de votre entreprise, voici 4 solutions à considérer :
- Préférer l’électrique lors du renouvellement des véhicules ;
- Installer des bornes électriques sur les aires de stationnement de l’entreprise ;
- Mettre à disposition des employés des véhicules de mobilité douce (vélos et voitures électriques, forfaits transport en commun gratuits, etc.) ;
- Choisir des véhicules plus petits, en préférant les citadines aux SUV.
Vous avez une question ? Vous souhaitez échanger avec un consultant act4transition au sujet de la flotte de véhicules de votre entreprise ou de tout autre sujet touchant à la décarbonation de votre activité ? Sollicitez-nous, nous sommes à votre écoute.
