Le véhicule électrique : une grande cause nationale

02/04/2013
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2013-1:3920

Résumé

L’économie  française  souffre  de  trois  fléaux endémiques :

  • un commerce extérieur très déséquilibré avec un déficit commercial de 67,2 Md'€ en 2012, sachant  que  les  hydrocarbures  pèsent  pour 61,7 Md'€ dans nos importations ;
  • une  désertification  industrielle  qui  l’a  conduit, également en 2012, à importer 41,5 Md '€ de biens divers en provenance de la Chine devenue usine du monde ;
  • un poids de la dette publique qui, malgré des taux d’intérêt exceptionnellement bas, plombe le budget de l’état de 48,8 Md'€ .

Cette évolution catastrophique ne s’est pas faite en un jour. Le déficit commercial est apparu à la fin des années 1990  ; quant à la dette publique elle s’est creusée progressivement à la suite du second  choc pétrolier, passant de 20,7 % du PIB en 1980 à 89,9 % en 2012. Les gouvernements successifs, par laxisme et imprévoyance, ont préféré, plutôt que de veiller à la stabilité des comptes publics, injecter chaque année du pouvoir d’achat financé par l’endettement public, lequel a hélas, pour une large part, servi à acheter des produits importés.


Le véhicule électrique : une grande cause nationale

Auteurs

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La RATP se met au vert
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Eoliennes flottantes : deux inaugurations importantes mais beaucoup d’incertitudes demeurent
Vers un cluster de l’hydrogène dans la région de Liverpool-Manchester
Les batteries Li-ion pour l’automobile : un marché en pleine évolution
Mobileye et le Road Experience Management (REMTM)
La cyber-sécurité dans les systèmes d'automatisme et de contrôle de procédé
Les applications industrielles et scientifiques des logiciels libres : aperçu général
Les applications industrielles des logiciels. libres
Les applications industrielles des logiciels libres (2ème partie)
L'identification par radiofréquence (RFID) Techniques et perspectives
La cyber-sécurité des automatismes et des systèmes de contrôle de procédé. Le standard ISA-99
Êtes-vous un « maker » ?
Entretien avec Bernard Salha
- TensorFlow, un simple outil de plus ou une révolution pour l’intelligence artificielle ?
Donald Trump annonce que les Etats-Unis se retirent de le l’accord de Paris
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Consommer de l’électricité serait-il devenu un péché ?
Un nouveau regard sur la conjecture de Riemann – Philippe Riot, Alain Le Méhauté
Faut-il donner aux autorités chargées du respect de la loi l’accès aux données chiffrées ?
Cybersécurité de l’Internet des objets : même les ampoules connectées pourraient être attaquées
L’Internet des objets - Deux technologies clés : les réseaux de communication et les protocoles (Partie 2)
ISA L’évolution des normes et des modèles
FIEEC - SEE - Présentation SEE et REE - mars 2014
Les radiocommunications à ondes millimétriques arrivent à maturité
L’Internet des objets - Deux technologies clés : les réseaux de communication et les protocoles (Partie 1)
Internet des objets : l’ARCEP et l’ANFR mettent à la consultation l’utilisation de nouvelles bandes de fréquence autour de 900 MHz
L’énergie positive
Controverses sur le chiffrement : Shannon aurait eu son mot à dire
La cyberattaque contre les réseaux électriques ukrainiens du 23 décembre 2015
Le démantèlement des installations nucléaires
L’Accord de Paris
Les data centers
L’hydrogène
Le piégeage et la récolte de l’énergie. L’energy harvesting
Régalez-vous, c’est autant que les Prussiens n’auront pas...
Le kWh mal traité Deuxième partie : le contenu en CO2 du kWh
Le kWh mal traité
Enova2014 - Le technorama de la REE
Les grands projets solaires du pourtour méditerranéen
Après Fukushima, le nucléaire en question ?
On sait désormais stocker les photons pendant une minute
Identification d’objet par imagerie fantôme utilisant le moment orbital angulaire
La découverte du boson de Higgs, si elle est avérée, confirmera le modèle standard
Multiplexage par moment angulaire orbital : mythe ou réalité ?
Supercalculateur quantique: le choix de la supraconductivité
Photovoltaïque : la course au rendement se poursuit
Production d’hydrogène par photolyse de l’eau assistée par résonance plasmon
Vers une meilleure compréhension du bruit de scintillation
Les nombres premiers en première ligne
La nouvelle révolution des moteurs électriques
Les cyber-attaques, un risque pour nos grandes infrastructures ?
Le stockage de l’électricité
Le véhicule électrique (2) : comment donner corps à la transition énergétique ?
L'automatisation des transports publics
Les technologies nouvelles de l’éclairage : leur impact sur l'environnement et la santé
Les énergies marines renouvelables
Le véhicule électrique : une grande cause nationale
Médaille Ampère 2012
Berges2009_Hauet.pdf
Prix Bergès 2009

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	un commerce extérieur très déséquilibré avec un déficit commercial de 67,2 Md'€ en 2012, sachant  que  les  hydrocarbures  pèsent  pour 61,7 Md'€ dans nos importations ;
	une  désertification  industrielle  qui  l’a  conduit, également en 2012, à importer 41,5 Md '€ de biens divers en provenance de la Chine devenue usine du monde ;
	un poids de la dette publique qui, malgré des taux d’intérêt exceptionnellement bas, plombe le budget de l’état de 48,8 Md'€ .


Cette évolution catastrophique ne s’est pas faite en un jour. Le déficit commercial est apparu à la fin des années 1990  ; quant à la dette publique elle s’est creusée progressivement à la suite du second  choc pétrolier, passant de 20,7 % du PIB en 1980 à 89,9 % en 2012. Les gouvernements successifs, par laxisme et imprévoyance, ont préféré, plutôt que de veiller à la stabilité des comptes publics, injecter chaque année du pouvoir d’achat financé par l’endettement public, lequel a hélas, pour une large part, servi à acheter des produits importés.
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REE N°1/2013 ◗ 29 LES GRANDS DOSSIERsIntroduction L’économie française souffre de trois fléaux endémiques : • un commerce extérieur très déséquilibré avec un déficit commercial de 67,2 Md  en 2012, sachant que les hydrocarbures pèsent pour 61,7 Md  dans nos importations ; • une désertification industrielle qui l’a conduit, également en 2012, à importer 41,5 Md  de biens divers en provenance de la Chine deve- nue usine du monde ; • un poids de la dette publique qui, malgré des taux d’intérêt exceptionnellement bas, plombe le budget de l’état de 48,8 Md . Cette évolution catastrophique ne s’est pas faite en un jour. Le déficit commercial est apparu à la fin des années 1990 ; quant à la dette publique elle s’est creusée progressivement à la suite du second choc pétrolier, passant de 20,7 % du PIB en 1980 à 89,9 % en 2012. Les gouvernements successifs, par laxisme et imprévoyance, ont préféré, plutôt que de veiller à la stabilité des comptes publics, injecter chaque année du pouvoir d’achat financé par l’endettement public, lequel a hé- las, pour une large part, servi à acheter des produits importés. Aujourd’hui les comptes de la nation sont exsangues et les pouvoirs publics ne disposent plus des leviers qui leur permettraient de relancer l’économie alors qu’une telle re- lance n’a jamais été aussi nécessaire. Les enjeux du véhicule électrique Le développement du véhicule électrique est l’un des rares grands projets industriels qu’il leur est possible de sou- tenir, compte tenu de l’impécuniosité de l’appareil de l’état et des contraintes qu’impose la construction européenne. Ce projet est particulièrement bienvenu. Il est susceptible de permettre à échéance de quelques années un allègement significatif de la facture énergétique dans le domaine qui est le plus exposé à la dépendance pétrolière, celui des trans- ports. On rappellera à cet égard que le secteur des transports est responsable, en France, de 70 % de la consommation finale de pétrole. Si transition énergétique il doit y avoir, c’est bien dans ce domaine qu’elle doit s’exercer en priorité. Par ailleurs, notre industrie automobile est en péril et ce sont des centaines de milliers d’emplois qui sont en jeu. Elle affronte la concurrence des pays tiers et doit gérer une évo- lution notable de la demande même si le besoin en mobilité est toujours aussi fort. L’automobile passe progressivement d’un statut de bien de possession à celui de bien d’usage où le ser- vice rendu l’emporte sur le plaisir de posséder. L’industrie automobile française ne peut pas se permettre de rater le passage à la propulsion électrique alors que tant d’autres industries na- tionales ont hélas disparu à l’occasion de muta- tions technologiques. Enfin, il ne faut pas oublier les questions environnementales, même si celles-ci sont de- venues provisoirement moins prégnantes dans un contexte de marasme économique. Le véhicule électrique est moins émetteur en CO2 que le véhicule conventionnel, et même beaucoup moins lorsque, comme en France, la production d’électricité est d’origine décarbonée (on passe typiquement de 133 g de CO2 /km pour un véhicule Diesel à 62 g de CO2 pour un véhicule électrique avec le mix électrique moyen de l’Union européenne et 12 g avec le mix français)1 . Par ailleurs, de nouveaux concepts, tel que celui d’Autolib à Paris, apportent une réponse au problème de la congestion des centres en favorisant l’utilisation mutualisée des véhicules. Les évolutions technologiques Le véhicule électrique revient aujourd’hui sur le devant de la scène, sous la pression du contexte énergétique et éco- nomique, mais aussi parce qu’un certain nombre de progrès techniques permettent de penser que son heure est arrivée. Certes, le véhicule électrique fait partie de ce que nous avons appelé à maintes reprises « les technologies cy- cliques », celles sur lesquelles on s’emballe périodiquement à la faveur de crises diverses et qui retombent ensuite dans l’oubli, faute de délivrer les résultats escomptés, jusqu’à ce qu’une nouvelle génération de décideurs et d’ingénieurs, 20 ou 30 ans plus tard, ne viennent à nouveau les exhumer. La question peut donc être légitimement posée de savoir si la présente décennie sera celle du vrai départ. La réussite n’est pas assurée. Les objectifs gouvernementaux annoncés en 2010 après le Grenelle de l’Environnement étaient de deux millions de véhicules électriques en 2020 et 4,5 mil- 1 Source Renault. Voir l’article de Patrick Bastard. Le véhicule électrique : une grande cause nationale Jean-Pierre Hauet Associate Partner KB Intelligence Membre Emérite de la SEE 30 ◗ REE N°1/2013 LES GRANDS DOSSIERs IntroductionIntroduction lions en 2025. Ces objectifs ne seront vraisemblablement pas atteints (l’Allemagne prévoit 500  000 véhicules élec- triques en 2020) mais cela importe assez peu : l’essentiel est que le marché décolle et l’on sait que lorsque le mouvement est lancé sur des marchés de grande consommation, l’évolu- tion peut être ensuite très rapide. Le risque est que le soufflet retombe. Mais ne rien faire, ne rien tenter, conduirait à une désutilité collective forte et certaine alors qu’un grand pro- gramme VE peut conduire à des résultats très positifs même si les chances de succès ne sont pas totales. Ces chances de succès résultent d’un ensemble de pro- grès technologiques qui ont été réalisés au cours des der- nières décennies et qui peuvent aujourd’hui être mobilisés non seulement pour la conception des véhicules mais plus généralement pour celle du système VE pris dans son en- semble et incluant les dispositifs de recharge et la gestion de la flotte. En premier lieu, il y a le problème des batteries et du stockage de l’électricité qui a été un obstacle dirimant pen- dant des décennies. Aujourd’hui, les batteries au lithium per- mettent d’atteindre des capacités de 150 W/kg (soit cinq fois celle des accumulateurs au plomb) autorisant une auto- nomie, en régime urbain, de 100 à 120 km. Mais les batte- ries n’ont pas dit leur dernier mot, il existe de nombreuses variantes de batteries au lithium et d’autres couples encore plus performants peuvent être contemplés. Il faut aussi tenir compte de l’évolution des moteurs, de l’électronique de puissance et des matériaux. L’ensemble peut conduire à des véhicules très attractifs qui, s’ils ne couvrent pas l’ensemble des besoins, cor- respondent néanmoins à des tranches de marché significatives. Le lecteur lira avec intérêt l’article de Luc Marchetti montrant comment, en mobilisant les technolo- gies de pointe aujourd’hui disponibles, on peut parvenir à un très beau véhicule haut de gamme qualifié de Supercar. Les conditions du succès La pénétration du véhicule électrique doit cependant se faire de façon ordon- née et plusieurs problèmes doivent être traités avec la plus grande attention. Les questions de sécurité tout d’abord, arrivées sur le devant de la scène après l’embrasement dû à un système de con- trôle défectueux de batteries alimentant des ordinateurs personnels. Mais n’allons pas une nouvelle fois appliquer de façon négative le principe de précaution ; la pré- sence d’essence et de kérosène dans les véhicules et les avions présente des risques au moins équiva- lents que l’on est parvenu à maîtriser. Les problèmes de gestion de la filière industrielle prise dans son ensemble, incluant celle des approvisionnements et du recyclage en matières stratégiques : lithium (pour les batteries), néodyme ou cobalt (pour les aimants des mo- teurs). Il serait désolant de troquer au niveau de l’économie nationale la dépendance vis-à-vis du pétrole contre celle à l’égard d’autres matières premières. Les questions d’insertion des véhicules électriques dans le réseau électrique sont absolument fondamentales. Il ne s’agit pas de quantité d’énergie (elle ne représentera qu'au plus 2 % de la consommation d’électricité totale en 2020) mais de puissance appelée sur le réseau, sachant qu’un véhicule en recharge rapide (20 min - 43 kVA) appelle sur le réseau une puissance équivalente à celle d’un immeuble moyen. On mesure l’incidence catastrophique que pourrait avoir une conjonction des recharges pendant les heures de pointe. Mais fort heureusement, la plupart des véhicules peuvent s’accommoder d’une recharge électrique de nuit à 3 kVA. La problématique rappelle celle des chauffe-eau élec- triques qui trouva sa solution dans le pilotage à distance et la généralisation du tarif heures creuses. Elle s’ajoute à celle de la gestion des sources d’énergie intermittentes, les éoliennes en particulier, et il est intéressant de noter que les ordres de grandeur des puissances concernées sont similaires (deux millions de véhicules pourront appeler quelques 7 MW soit l’équivalent de la puissance de pointe assurée par les éo- liennes en France en 2013). Le véhicule électrique apparaît donc comme l’un des acteurs essentiels de ce qu’il désormais convenu d’appeler le « smart grid » et les technologies de l’information et de la communication permettent d’envisager des systèmes où l’ensemble de la charge sera régu- lée, moyennant des incitations tarifaires adaptées. Un autre grand problème est celui de l’infrastructure de recharge  : problème de standardisation et problème d’équi- pement public car l’utilisateur moyen n’acceptera jamais de venir au véhicule électrique s’il n’a pas l’assurance de pouvoir recharger ses batteries avant de tomber en panne. Le traitement de cette question amène à placer le problème du VE dans la cadre d’une politique d’amé- nagement urbain et plus généralement d’aménagement du territoire dans les- quelles les collectivités territoriales ont Jean-Pierre Hauet est ancien élève de l’Ecole Polytechnique et Ingénieur du corps des mines. Il a occupé différentes positions dans l’Administration, en particulier celle de rapporteur général de la Commission de l’Energie du Plan. Il a dirigé le centre de recherches de Marcoussis d’Alcatel avant d’être nom- mé directeur Produits et Techniques de Cegelec, puis Chief Technology Officer d’ALSTOM. Depuis 2003, il est Associate Partner de KB Intelligence, spécialisé dans les questions d’énergie, d’automa- tismes industriels et de développement durable. Il préside l’ISA-France, section française de l’ISA (Instrumentation, Systems & Automation Society). Il est membre Emérite de la SEE, président du Comité éditorial de la REE et Médaille Ampère de la SEE. REE N°1/2013 ◗ 31 LES GRANDS DOSSIERsIntroduction un rôle éminent à jouer. Cette intervention des territoires dans la problématique du véhicule électrique conduit à lui donner une dimension plus humaine et à la repenser davan- tage en termes de service rendu et de ville durable. Le rôle de la SEE On verra à la lecture des deux dossiers successifs que la REE a décidé de lui consacrer, que le véhicule électrique peut passer de statut de problème à celui de solution. La route est encore longue mais elle est désormais balisée. Les articles que nous publions permettront au lecteur de prendre la mesure des progrès réalisés dans chacun des grands chapitres de cette aventure. Dans ce premier cahier, on trouvera notamment un article de Patrick Bastard (Re- nault) sur « Les enjeux et perspectives technologiques », un article de Bruno Dobrowolski (ERDF) sur « Le vrai challenge du véhicule électrique induisant des réels changements d’habitude », un autre article de Patrick Coroller (ADEME) sur « Les challenges batteries et infrastructures de charge », un autre de Pierre Clasquin (G2mobility) sur « Les perspec- tives du smart charging », enfin un article de Luc Marchetti (Exelon Motors) sur « La Furtive-eGT : une Supercar électri- sante ». Dans le numéro 2013-2 de la REE, d’autres articles viendront compléter ce panorama. On doit également rappeler l’initiative en cours de fina- lisation au sein de la SEE de constitution d’un Cercle des Entreprises, où les industriels et opérateurs, intervenant au sein d’une même filière sur des sujets tels que la mobilité électrique, échangeront et collaboreront pour, ensemble, en favoriser le développement. La REE et la SEE, chacune à leur niveau, entendent appor- ter ainsi leur contribution pour relever l’un des défis les plus passionnants de la technologie contemporaine : comment se passer du pétrole pour assurer la mobilité des citoyens ? ■ Véhicule électrique : enjeux et perspectives technologiques Par Patrick Bastard..........................................................................................................................................................................p. 32 Le véhicule électrique : un vrai challenge induisant des réels changements d’habitude Par Bruno Dobrowolski avec la collaboration de François Blanc et Vincent Diemunsch............................... p. 40 Les challenges « batteries » et « infrastructures de charge » du véhicule électrique Par Patrick Coroller, Maxime Pasquier ................................................................................................................................. p. 49 Les perspectives du “smart charging”. Comment approcher la construction d’une infrastructure intelligente pour la recharge de véhicules électriques à grande échelle ? Par Pierre Clasquin ........................................................................................................................................................................p. 57 La Furtive-eGT : une Supercar électrisante Par Benoît Bagur .............................................................................................................................................................................p. 62 les articles