Le retour de la voiture électrique

07/06/2013
Auteurs :
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2013-2:4380
DOI : http://dx.doi.org/10.23723/1301:2013-2/4380You do not have permission to access embedded form.

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Le retour de la voiture électrique

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	    <date dateType="Created">Fri 7 Jun 2013</date>
	    <date dateType="Updated">Thu 26 Jan 2017</date>
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REE N°2/2013 63 LE VÉHICULE ÉLECTRIQUE (2) Marc Tison PSA Introduction Après plusieurs tentatives de commercialisation en grande série, le véhicule électrique est réapparu depuis 2010 dans les réseaux de distribution des construc- teurs automobiles. Quelles sont les raisons de cette nouvelle émergence de la technologie électrique dans le monde automobile ? Quels sont les « arguments » des technologies thermique et électrique et comment ces arguments peuvent évoluer ? Quelles sont les modifications de l’écosystème mobilité portées par la technologie électrique et quelles sont les possibilités de synthèse entre les deux technologies ? Telles sont les grandes questions posées aujourd’hui aux consom- mateurs et aux producteurs de mobilité, elles sous- tendent des enjeux industriels considérables et des bouleversements sociétaux importants. Les facteurs expliquant l’émergence actuelle de la technologie électrique Le prix des énergies fossiles augmente de façon iné- luctable, ceci est lié principalement à leur raréfaction. La diminution de la demande liée à la crise mondiale ou les progrès technologiques sur les motorisations thermiques permettent des périodes de stabilité voire de diminution des prix, mais ces périodes sont courtes et la tendance haussière est claire. Les émissions de gaz polluants et à effet de serre participent à la dégradation du climat ; ce constat conduit les gouvernements à demander au domaine des transports des réductions de la dépendance au pétrole. Les conséquences des pollutions gazeuses et so- nores sur la santé humaine sont de moins en moins acceptées et les décideurs politiques prennent des décisions contraignantes pour réduire ces nuisances. Les limitations de g/CO2 émis, les restrictions de la circulation en ville, les bonus/malus font de plus en plus partie des politiques publiques. Le développement des énergies durables (hydro- liennes, éoliennes, solaires, etc.) mais intermittentes trouve un appui dans les capacités de stockage ap- portées par les véhicules électriques. Des progrès très importants ont été accomplis en quelques années sur les batteries destinées aux véhicules. Des investissements en recherche et dé- veloppement ont été réalisés pour d’autres secteurs industriels, notamment les secteurs de l’aviation et des ordinateurs, qui ont permis des progrès sensibles en termes d’énergie par kilogramme mais aussi en termes de durée de vie. La figure 1 montre que l’énergie massique des bat- teries pour véhicules électriques a été multipliée par 4 en passant de la technologie Ni-Cd à la technologie Li-ion, et ceci avec des durées de vie de plus de 8 ans en termes d’usage sur un véhicule. Ces progrès permettent aux constructeurs de proposer des véhi- cules ayant une autonomie en conditions d’usage réel (c’est-à-dire avec chauffage ou climatisation) d’envi- ron 100 kilomètres. Le potentiel de recherche dans ce domaine permet d’envisager des progrès complé- mentaires dans les années qui viennent. Les arguments des deux technologies La technologie thermique supporte le concept de voiture polyvalente. Le client actuel, culturellement encore attaché à la possession de l’objet de mobilité, Le retour de la voiture électrique The economic crisis which started in 2008, notably characterized by rising oil prices, and the need for energy savings have re- sulted in a come-back of the electric vehicle in the automotive market. This return was made possible by substantial progresses made in the field of energy storage batteries, progresses associated with the emergence of the Li-ion electrochemistry. Use constraints of electric cars have fostered innovations: car pooling of electric vehicles in urban areas is developing and applica- tions made available to the driver give a concrete perception of the concept of on line car. Electric car is also a potential outlet for renewable energies, thanks to its ability to store electrical energy. In short, the "mobility-renewable" concept could allow the car to support the energy revolution and show that it is compatible with the necessary preservation of the environment. ABSTRACT 64 REE N°2/2013 LE VÉHICULE ÉLECTRIQUE (2) fait ses choix en tenant compte de ses usages. La voiture thermique, eu égard à ses performances en termes de kilo- mètres d’autonomie, apporte une réponse permettant de tenir compte de tous les usages indépendamment de leur fréquence. Cette technologie fait actuellement l’objet de grands progrès : réduction des consommations/kilomètre, amélioration des pollutions aussi bien gazeuses que sonores. Ces progrès lui permettent de rester très compétitive vis-à-vis de la technologie électrique. La technologie électrique à trois handicaps. En premier l’autonomie, les enquêtes clientèle montrent que c’est le frein majeur au développement de l’électrique. Pourtant des voies de progrès font l’objet de mises au point et d’expé- rimentations : augmentation des performances des batte- ries, utilisation de la charge rapide, conception de « routes électriques ». En second lieu le prix et notamment celui des batteries. Là aussi des voies de progrès techniques existent et les effets de volume permettront des réductions de prix. Les prévisions pour 2020 sont d’arriver à des prix de 200 à 250 /kWh au lieu 600 à 700 /kWh en 2011. Enfin le manque de disponibilité de moyens de charge handicape également la diffusion des véhicules électriques. Sur ce point également les plans de progrès se mettent en place dans de nombreux pays : prise en compte par les concepteurs de bâtiments de l’obligation d’installer des prises de charge dans les parkings, aides des états pour installer des bornes publiques, projet de directive européenne pour imposer aux états membres l’installation de bornes de recharge pour véhi- cules électriques, etc. Les modifications de l’écosystème mobilité induites par le véhicule électrique Le véhicule électrique, compte tenu de son autonomie réduite par rapport au véhicule thermique, met l’usager dans un environnement contraignant. Comme souvent les contraintes d’usages ont suscité de nombreuses innovations. Ces innovations apparaissent aujourd’hui dans de nombreux domaines : - micile, au travail, dans les parkings mais aussi sur les voies publiques. La connaissance précise de ces infrastructures va être indispensable et donc faire appel à des banques de données à jour en temps réel. Ces infrastructures doivent être standardisées et les processus de paiement doivent être également adaptés à la diversité des investisseurs d’infrastructures de charge. De plus il est sans doute éga- lement pertinent de prévoir des possibilités de réservation des bornes de charge ; souhaité doivent également être disponibles pour l’usager. Celui-ci doit pouvoir adapter les prestations qu’il souhaite (chauffage, climatisation, vitesse, itinéraire, etc. ) à l’énergie dont il dispose ; A titre d’exemple l’élimination des consommations néces- saires à la recherche d’une place de parking en ville va être rendue possible par des dispositifs d’identification et de réservation des places de stationnement. Nice est la pre- mière ville à mettre en place un tel dispositif ; Figure 1 : Puissance et énergie spécifiques des batteries. Source Johnson Control - SAFT 2007. REE N°2/2013 65 Le retour de la voiture électrique voitures notamment pour ce qui concerne le chauffage, la climatisation, les pneus, les matériaux composites ; services de mobilité. Beaucoup de ces services vont ré- pondre au besoin exprimé de partager des voitures, pour des raisons d’économies. Les propositions se multiplient : covoiturage, carpooling, auto-partage, etc. Tous ces services nécessitent de nouveaux composants embarqués (lecteur informatiques de gestion (réservation, localisation, assis- tance, facturation, etc. ) ; et intermittentes et les véhicules électriques va se concréti- ser par l’utilisation de la capacité de stockage des batteries automobiles. L’intégration des véhicules électriques dans le « smart grid » va nécessiter des composants et des logiciels. En résumé l’élaboration et la gestion de données vont être au cœur des nouvelles formes de mobilité. Pour beaucoup d’usagers c’est à partir d’un smart phone qu’ils vont trouver la réponse à leur besoin de mobilité. Les technologies électriques et thermiques peuvent-elles cohabiter sur le marché ? Le sujet des technologies automobiles fait l’objet de nom- breux débats et quelquefois de controverse. Pétrole contre électricité, moteurs thermiques contre producteurs de batte- de valeur, achat de services contre possession : tous ces thèmes agitent l’écosystème automobile en remettant en cause les habitudes des clients et les positions des diffé- rents acteurs. Cependant des synthèses sont possibles pour répondre, même partiellement, aux aspirations et objectifs des clients. d’électrification variant de quelques % à presque 100 %. “Mild hybride”, “full hybride”, “hybride plug in” permettent d’avoir un fonctionnement combinant les énergies élec- trique et thermique avec une autonomie résultante com- patible d’un véhicule polyvalent. Ces offres répondent à la priorité de réduire les émissions de CO2 dans les villes et permettent cependant des usages longues distances. - portante peuvent trouver une réponse avec les véhicules électriques. Les progrès en termes d’autonomie des bat- véhicules. contexte d’énergie limitée, ce contexte contraint a suscité de nombreuses innovations pour économiser l’énergie. Ces innovations ont très souvent la caractéristique d’utiliser des données accessibles en temps réel par le conducteur lui permettant de réaliser des actions d’économie : choix du parcours le plus économe, adaptation de la vitesse ou des prestations à l’énergie disponible, optimisation dans la recherche du parking, etc. Toutes ces innovations rassem- blées dans le concept de « voitures connectées » sont appli- cables au véhicule thermique. Figure 2 : Technologie de la Peugeot 3008 Hybrid4 (Diesel). 66 REE N°2/2013 LE VÉHICULE ÉLECTRIQUE (2) formes de mobilité : auto-partage, localisation de batteries, etc. Ces formes de mobilité traduisent une évolution du mode possession vers le mode service, un dimensionne- ment du moyen de transport qui se fait par rapport à l’usage le plus contraignant mais qui s’adapte à chaque usage de l’utilisateur, une progression du partage du moyen de mobi- lité. Il n’y a pas d’obstacle à mettre en place ces nouvelles formes de mobilité avec des véhicules thermiques. Conclusion Cela fait maintenant plus de deux années que l’on observe le développement des véhicules électriques. Comme dans beaucoup de cas, nous n’avons pas constaté un changement brutal de technologie dans le domaine automobile mais nous voyons une croissance lente mais continue de l’électrification des véhicules. Le retour de la voiture électrique se fait dans un contexte de crise du secteur automobile, contexte qui n’est pas favorable à des investissements importants. Cependant les politiques dans le domaine énergétique ne peuvent pas ne pas concerner le secteur automobile et il faut considérer, ces deux premières années de commercialisation des véhicules électriques, comme des années d’expérimentation à grande échelle. Cette expérimentation a déjà apporté des résultats concrets : les véhicules électriques ont leur place dans les envi- ronnements urbains, l’auto-partage est accepté par de plus en plus de consommateurs, la voiture électrique est un vecteur d’innovation dans le domaine des économies énergétiques, la voiture électrique est une alternative crédible au véhicule thermique pour répondre aux besoins de mobilité. Il est donc difficile d’envisager qu’une nouvelle fois le secteur automobile arrête le développement des véhicules électriques. Marc Tison est diplômé de l’Ecole Centrale de Paris et actuelle- ment directeur du programme Véhicule Electrique de PSA. Il est entré en 1976 dans le groupe PSA et y a exercé, de 1976 à 2000, des responsabilités dans les domaines logistique, gestion, res- sources humaines, production et études. En 2001, il est devenu directeur de l’usine de montage de Sochaux lors du lancement de la 307. De 2002 à 2006 a dirigé le projet C4 Picasso. De 2007 à 2009, il a dirigé l’après-vente du Groupe PSA. Depuis 2009, il est en charge de la définition de la stratégie et de la conception des programmes VE de PSA. L'AUTEUR