Mobilité électrique : la transition est en route

21/10/2017
Auteurs : Brice Fabry
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2017-4:20613
DOI : http://dx.doi.org/10.23723/1301:2017-4/20613You do not have permission to access embedded form.
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Mobilité électrique : la transition est en route

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REE N°4/2017 Z35 MOBILITÉ ÉLECTRIQUE DOSSIER 1 Une évolution sociétale majeure En France comme en Europe, l’élec- tromobilité est en forte croissance et va se renforcer à la faveur des progrès tech- nologiques. Il est maintenant admis que l’électrification du transport est la solu- tion idéale pour réduire les impacts envi- ronnementaux liés aux déplacements. Cependant les véhicules électriques (VE) n’ont-ils pas d’autres vertus ? En 2010, lorsque Nissan a proposé la Nissan LEAF 100 % électrique, nous avons, dans une démarche pionnière, ouvert la voie à une société zéro émis- sion et abordable. Depuis, l’Alliance Renault-Nissan a mis en circulation plus de 470 000 véhicules 100 % élec- triques à l'échelle mondiale et les ventes s’accélèrent. Il s’agit là d’une évolution sociétale majeure correspondant aux aspirations d’une population connectée, respon- sable et de plus en plus consciente Mobilité électrique : la transition est en route Brice Fabry Directeur de la stratégie Zéro Emission et des écosystèmes NISSAN AUTOMOTIVE EUROPE With 100% electric vehicles, whose performance will have as good a record as traditional vehicles, while meeting the new aspirations of society. Nissan is in- terested in the whole ecosystem in which these new products will evolve. The reuse of batteries (“second life”) is part of it. Furthermore, the successful development of electric vehicles is conditioned by: s COSTREDUCTIONOFOWNERSHIPOFAN%6 WHICHDOESNOTDE- pend only on the batteries’ price, but also on how it works in harmony with the electrical system; s THEOPENNESSTOWARDSTHECONNECTEDVEHICLE s THEDEVELOPMENTOFCHARGINGSTATIONS ABSTRACT Avec des véhicules 100 % électriques dont les performances n’auront rien à envier aux véhi- cules traditionnels, tout en répondant aux nouvelles aspira- tions de la société, Nissan s’intéresse à l’ensemble de l’éco- système dans lequel ces produits nouveaux vont évoluer. La réutilisation des batteries (« deuxième vie ») en fait partie. %NOUTRE LARÏUSSITEDUDÏVELOPPEMENTDESVÏHICULESÏLEC- triques est conditionnée par : s LARÏDUCTIONDUCOßTDEPOSSESSIONDUN6% QUINEDÏPEND pas seulement de celui des batteries, mais aussi de leur fonc- tionnement en harmonie avec celui du système électrique ; s LOUVERTUREVERSLEVÏHICULECONNECTÏ s LEDÏVELOPPEMENTDESINFRASTRUCTURESDERECHARGE RÉSUMÉ 470 000 véhicules 100 % électriques ont été produits par l’alliance Renault Nissan depuis décembre 2010. 36 ZREE N°4/2017 MOBILITÉ ÉLECTRIQUE DOSSIER 1 des enjeux environnementaux. Dans le domaine du transport, les véhicules électriques constituent une réponse au triple défi de la qualité de l’air, de la pollution atmosphérique ou sonore, et de la réduction d’empreinte carbone. Au niveau européen, l’électrification du transport sera déterminante pour atteindre l’objectif ambitieux de l’Union européenne visant à réduire de 40 % ses émissions à l’horizon 2030. Il est sans doute intéressant de donner quelques repères à propos des VE. Qu’ils soient destinés au trans- port individuel ou collectif, les progrès sont significatifs et les rendent désor- mais comparables aux meilleurs véhi- cules traditionnels de leur catégorie en termes de confort et de plaisir de conduite. Capables, à très court terme, de couvrir les mêmes distances, ils constituent une alternative crédible en matière de mobilité urbaine mais aussi péri-urbaine et rurale. Malgré ces atouts, l’environnement urbain n’est pas encore complètement prêt à recevoir ces véhicules qui pourtant lui correspondent si bien. L’infrastructure urbaine doit poursuivre sa e-révolution mais surtout l’accélérer. En associant les transports publics et les VE, les villes seront ainsi en mesure d’offrir aux cita- dins de multiples solutions de mobilité propre et partagée. Notons que pour l’utilisateur particulier, privé ou public, les VE sont très économiques d’usage en affichant un coût énergétique d’en- viron 2 F aux 100 km et des dépenses d’entretien réduites de 75 %. Le véhicule électrique au service de la transition énergétique Avec ses véhicules 100 % élec- triques, Nissan ouvre la porte et pro- pose des solutions au développement à grande échelle des productions d’énergies renouvelables en répondant concrètement aux besoins croissants de stockage (avec la batterie du véhicule elle- même ou en réutilisant des batte- ries de deuxième vie). La réduction des coûts de l’énergie, des émissions de CO2 et le passage à une société sans car- bone sont des principes fondateurs des priorités politiques clés en Europe. Pour Nissan, que ce soit au niveau national, régional et local, nous voyons un ave- nir des villes dans lequel les véhicules ne sont plus seulement des vecteurs de mobilité mais des unités d’énergie mobiles, disponibles et propres. Quelques exemples existent déjà en France et au Danemark. WEBAXYS, un acteur normand du stockage de données numériques, a été la première entité commerciale dans son domaine à utiliser le stockage d’énergie utilisant des batte- ries de deuxième vie issues de véhicules (*UIN
.ISSAN,%!&ÏLEC- trique). C’est l’exemple d’introduction d’une économie circulaire de l’énergie dans le secteur des data numériques. En réutilisant les modules ou les bat- teries, les unités de stockage d’énergie construites à partir de ceux-ci prolongent leur usage au-delà de celui du véhicule et continuent d’être une ressource et d’atténuer l’empreinte carbone… une deuxième fois. Cette réponse technolo- gique intervient alors que l’autoconsom- mation prend une nouvelle dimension sur le territoire, et que les besoins de ré- gulations (tension et fréquence) restent nécessaires. La combinaison des VE et leurs interactions avec les réseaux, locaux et nationaux, donnent un sens à une production et à une consommation d’énergie plus responsables. Transport d’électricité et transports terrestres électriques : même combat Le secteur du transport et celui de l’énergie doivent faire cause commune et aborder ensemble la problématique de la mobilité électrique. Le secteur du VE participera de manière concrète à la réduction des émissions de CO2 mais ne pourra pas répondre aux besoins des utilisateurs sans le concours actif de la disponibilité de charge... et de décharge. Le secteur de l’énergie y trouvera des capacités de puissance électrique qui, agrégées, pourront participer à la régula- tion de fréquence, à la gestion des pics de demande voire à la stabilisation de certains réseaux locaux. L’électrification du transport va avoir pour effet l’aug- mentation d’amplitude des pics de demandes liée à la charge simultanée des VE, qu’il faut anticiper. C’est pour- quoi il est important de bâtir dès main- tenant un système combinant incitation fiscale, financière ou technologique, permettant de faire face à une telle de- mande sans saturer le réseau. De telles initiatives existent déjà au Royaume-Uni, au Japon, et aux Etats-Unis et ont fait leurs preuves. A terme, l’électrification du transport contribuera à une révolu- tion du système énergétique (produc- tion via les énergies renouvelables et distribution via le stockage décentralisé) et représentera une grande opportunité pour l’économie avec un potentiel de création de 100 000 emplois dans la filière (!$%-%). Si nous devions retenir trois grandes directions Conforter l’intérêt économique des VE et donner une visibilité à cinq ans Le marché européen des VE va claire- ment croître et le parc pourrait atteindre des chiffres de l’ordre de 4,5 millions en 2025, 15 millions en 2030 et 150 mil- lions en 2050 (SOURCE-ORGAN3TANLEY  *UIN ). Pour conforter l’inté- rêt économique des VE les incitations financières gouvernementales restent fondamentales. Ces initiatives touchant les véhicules mais aussi l’infrastructure de recharge doivent être considérées comme des investissements dont le bé- néfice profitera à tous et qui constitueront REE N°4/2017 Z 37 Mobilité électrique : la transition est en route le socle de nouvelles filières industrielles, de nouveaux canaux de formation pro- fessionnelle et surtout d’emplois. Du côté institutionnel, une visibilité à cinq ans de l’évolution des programmes publics permettrait aux acteurs indus- triels d’anticiper et de déployer toutes les solutions appropriées. Du coté utilisateur la réduction du coût de possession d’un VE sera un élé- ment central. Ce coût sera influencé par les prix des VE qui pourront baisser suite aux développements des technologies de batteries mais également aux reve- nus générés par l’énergie mobile. En res- tituant de l’énergie depuis la voiture vers la maison, le bureau ou le réseau local, on créera de la valeur. La perspective de valoriser cette énergie restituable offre un double bénéfice : pour l’utilisateur de VE évidemment mais aussi pour les gestionnaires de réseaux. C’est une voie à explorer de manière urgente. Celle-ci relève principalement de la régulation et du volet réglementaire dont les acteurs de la filière doivent jouer un rôle cen- tral avec ENEDIS et la CRE entre autres. Un cadre clair et une simplification des marchés réduiraient les obstacles admi- nistratifs et favoriseraient l’utilisation de ces technologies… déjà mises en place à l’étranger. Ouvrir la voie au véhicule connecté L’évolution remarquable des VE au- gure de la prochaine génération de véhicules, encore plus connectés et devenant progressivement de plus en plus autonomes. Sans doute opéreront- ils d’abord pour du transport collectif, en boucle connue ou en circuit fermé mais ils seront très rapidement une pro- position crédible à la mobilité partagée et responsable. Un atout de plus pour enrichir l’offre urbaine en libérant l’uti- lisateur de ses contraintes et la collec- tivité des phénomènes de congestions et d’émissions. Ainsi, il appartient aux acteurs de la filière d’embrasser l’en- semble de cette future hyper-connec- tivité, d’étendre la réflexion à l’industrie numérique par l’augmentation du flux de données qui s’y attache et la capa- cité d’offrir des services agrégés sous une forme unique (application mobile ou nativement à bord des véhicules). L’objectif sera d’en faciliter l’accès éco- nomique et donner à tous les utilisa- teurs l’assurance de pouvoir se déplacer avec moins de contraintes de temps, de lieu et d’argent. La clé de voûte reste l’infrastructure de recharge. Que ce soit au domicile, sur le lieu de travail, en voirie ou sur l’autoroute, il ne fait aucun doute que les investissements publics et privés doivent se concentrer sur les moyens de recharge… et de décharge. Les avancées françaises sont exemplaires en Europe mais aucun retard ne doit à présent être pris du fait d’une mauvaise appréciation des volumes de VE arrivant sur le marché. Pour compléter les dispositions na- tionales actuelles, la création d’un « gui- chet unique » recensant tous les points de charge sur le territoire constituerait un progrès notable. Cette information permettrait aux utilisateurs, actuels et futurs, d’avoir une réponse technique concrète quant à leur recharge. De plus, cela permettrait un maillage national raisonné et un outil d’alignement des besoins des différentes collectivités en évitant la dispersion entre le trop et le trop peu d’un territoire à un autre. Enfin quelle meilleure valeur que celle de l’exemple ? La France comme les autres Etats membres sera destinataire à la fin 2017 d’une publication de la Commission européenne regroupant différentes propositions législatives sur le transport routier. L’accélération de la transition des flottes publiques vers une mobi- lité à très faibles émissions est l’une L'AUTEUR Brice Fabry, diplômé de l’ESG, a construit toute sa carrière et son expertise dans l’automobile. Passant de la compétition automobile mon- diale à la direction des véhicules électriques pour Nissan en France, il exerce aujourd’hui ses responsabili- tés comme directeur de la stratégie ZE (Zéro emission) et des écosys- tèmes pour Nissan en Europe. 38 ZREE N°4/2017 MOBILITÉ ÉLECTRIQUE DOSSIER 1 des mesures qui présente le potentiel le plus important. En prévoyant de re- nouveler le cadre des marchés publics de l’UE pour les flottes de véhicules et en introduisant potentiellement des objectifs de véhicules à faibles émis- sions, la Commission s’inscrit dans la bonne direction. Les véhicules de flottes publiques démontreront la pertinence de cette solution pour leurs utilisateurs mais aussi pour leur environnement. Il faut créer une rupture entre ce que nous pensions avant et la réa- lité d’aujourd’hui concernant les res- sources énergétiques et nos modes de consommation. Les acteurs de la filière et les pouvoirs publics devraient concentrer leurs efforts afin d’infor- mer beaucoup plus largement sur les opportunités générées par ce nouvel écosystème électrique, qui inspirera de nouvelles attitudes et vocations vers les indispensables formations et métiers de demain. REE N°4/2017 Z39 MOBILITÉ ÉLECTRIQUE DOSSIER 1 Nos sociétés ont un besoin crois- sant de mobilité, en particulier dans les zones urbaines et péri-urbaines. En parallèle, elles doivent s’adapter à la nécessaire réduction de consommation des énergies fossiles, à la fois pour des enjeux de santé publique et de sauve- garde de l’environnement, de rareté pro- grammée du pétrole et d’indépendance énergétique. Dans ce contexte, les véhicules électrifiés sont une réponse. Mais, là où nous, constructeurs automobiles, n’avions traditionnellement qu’à nous occuper de la voiture – sa conception, sa fabrication, sa vente, son après-vente – il nous faut désormais raisonner sur un périmètre plus large : l’écosystème de la mobilité électrifiée. Qu’est-ce que cet écosystème ? C’est non seulement la voiture, mais c’est également l’ensemble des infras- tructures et services permettant de la faire fonctionner. Les prises et bornes de recharge avant tout, mais également les services d’aide à la recharge (loca- lisation et identification des bornes, réservation, facturation…). Ce sont aussi les systèmes d’aide à la conduite pour maximiser l’autonomie en utilisant au mieux l’énergie de la batterie – ser- vices qui peuvent s’appuyer sur des solutions de connectivité : exploita- tion de données partagées (big data), communication inter-véhicules ou vé- hicule-infrastructure, interactions véhi- cule-smartphone. Ce sont les solutions de recharge intelligente (smart grids), qui permettront à la fois de minimiser la facture énergétique de nos clients tout en contribuant au maintien de la qualité des réseaux électriques qui devront accepter un nombre croissant de véhicules. C’est aussi intégrer de nouvelles formes de mobilités et d’usages : au- jourd’hui, l’auto-partage ou les offres multimodales, demain les fonctions d’autonomisation de la voiture. Les zones à accès restreint aux véhicules les plus propres vont induire de nouvelles propositions de véhicules, que ce soit pour les véhicules particuliers ou les utilitaires. Les autonomies des offres actuelles les cantonnent souvent dans un usage de 2e voiture du foyer. Mais les progrès sur les densités d’énergie des cellules, sur la conception des bat- teries, sur leur capacité à accepter des puissances de charge importantes vont amener de plus en plus de polyvalence. Et faisons confiance à nos clients pour imaginer les meilleures façons d’utiliser leurs voitures ! Nous avons devant nous un champ d’exploration immense, avec de nou- Electromobilité : changements sociétaux… et industriels Nicolas Leclère Groupe PSA - Advanced Powertrains & Energy Department 40 ZREE N°4/2017 MOBILITÉ ÉLECTRIQUE DOSSIER 1 velles contraintes que nous n’ima- ginions même pas il y a quelques années, mais qui sont autant de dé- fis enthousiasmants à relever. Nous avons à modifier nos méthodes de conception, de nouveaux métiers et de nouvelles compétences haute- ment qualifiées sont à mobiliser ou à développer : sur la conception des batteries, leur réparation, leur recy- clage. Sur les moteurs électriques, sur les systèmes de recharge. Sur les algorithmes de gestion de l’énergie à bord. Sur les fonctions et services. Le groupe PSA est désormais au cœur de ces transformations : dès 2019, une nouvelle génération de véhicules électrifiés sera lancée, avec une gamme de véhicules élec- triques et hybrides rechargeables (PHEV). Les équipes d’innovation et de développement sont mobi- lisées sur l’ensemble de l’écosys- tème pour proposer la mobilité de demain. L'AUTEUR Nicolas Leclère est ingénieur UTC 1997, mécanique/acoustique et vibra- tions industrielles. Il a occupé différents postes au sein du département Acous- tique et vibrations de PSA. Depuis 2010, il est senior manager en charge des chaînes de tractions électrifiées au sein de la direction de l’Innovation. Il est éga- lement chargé de mission auprès de la PFA sur les solutions décarbonées (véhi- cules électrifiés, batteries, hydrogène/ piles à combustible).