E-volution - L'empreinte écologique d'une voiture électrique

« Le secteur des transports n'est qu'un des secteurs qui doit prendre le chemin de la défossilisation, mais en même temps, c'est aussi le plus difficile à réformer. » Cette déclaration du Dr. Aleksandar Damyanov permet de comprendre pourquoi la transition énergétique ne pouvait pas être un virage soudain à 180 degrés, mais est plutôt comparable à un tanker inerte dont on change le cap : Il faut du temps. Le directeur technique de Green NCAP affirme toutefois que la mobilité électrique a déjà gagné en dynamisme. Il doit le savoir. Green NCAP est une initiative indépendante qui encourage le développement de véhicules propres, efficaces sur le plan énergétique et aussi respectueux de l'environnement. Les membres du consortium sont actifs depuis des décennies dans le domaine du contrôle des véhicules et de la protection des consommateurs. Ils analysent les voitures, mesurent leurs performances et communiquent avec les constructeurs.

La propulsion électrique a un rendement inégalé, mais, selon Dr. Damyanov, « le véritable avantage des véhicules électriques réside aujourd'hui dans la possibilité d'utiliser une énergie fournie de manière durable, et on voit que la responsabilité est désormais partagée. Les constructeurs proposent aujourd'hui des modèles électriques très attrayants, très efficaces et abordables, mais le secteur de l'énergie et les décideurs politiques doivent permettre à ces véhicules d'utiliser de l'électricité propre, sinon le potentiel de la propulsion électrique restera inexploité. Heureusement, l'Union Européenne dans son ensemble semble être sur la bonne voie, mais de nombreux États membres sont à la traîne ».

Qui parle d'énergie et de ressources ne peut pas faire l'impasse sur la fabrication des véhicules. Le véritable impact environnemental ne peut être déterminé que par les méthodes d'analyse du cycle de vie. Dr. Aleksandar Damyanov explique : « Les émissions de gaz à effet de serre et les besoins énergétiques élevés liés à la fabrication des batteries sont un inconvénient qui est compensé par une grande efficacité et une part croissante d'énergies renouvelables. Les fabricants sont également de plus en plus conscients que leurs produits doivent être compétitifs en termes de durabilité et prennent des mesures en délocalisant la production de batteries en Europe ou en utilisant des énergies renouvelables dans leurs usines ». La mise à disposition de matériaux d'un point de vue socio-économique et éthique gagne également en importance. « Bientôt, les gens voudront savoir quels matériaux et quelle énergie les fabricants utilisent pour leurs produits et si leurs prétentions à être écologiques sont vraiment justifiées. La notion de green washing gagne du terrain et il n'y a rien de pire que la perte de confiance et d'assurance. »

Joanneum Research, situé à Graz en Autriche, fait de la recherche de pointe au niveau international. Cette société de recherche est le partenaire scientifique de Green NCAP et met à disposition des méthodes et des données d'analyse du cycle de vie (ACV) de pointe. « Il est important de savoir qu'une analyse du cycle de vie doit au moins prendre en compte les deux aspects que sont les gaz à effet de serre et les besoins en énergie primaire. Cela n'a guère de sens d'ignorer l'un des deux aspects, car tous deux sont importants pour comprendre l'impact global. L'impact des gaz à effet de serre sur le changement climatique est additionné et exprimé en équivalent CO2. Le terme demande d'énergie primaire décrit l'énergie totale qui doit être prélevée dans la nature pour fournir le service de transport – pétrole brut, gaz, lumière solaire, énergie éolienne et hydraulique, énergie nucléaire, etc. » Dans les phases étudiées, on distingue la fabrication du véhicule et de la batterie, l'entretien, l'approvisionnement en carburant et en énergie, l'utilisation du carburant et de l'énergie, ainsi que le démontage et le recyclage (connu sous le nom de fin de vie), explique Aleksandar Damyanov.

« Pour les véhicules que nous testons, les calculs des phases d'utilisation ne se basent pas seulement sur les valeurs de consommation légales WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure), mais aussi sur les valeurs que nous mesurons lors de nos tests dans différentes conditions. Cela nous permet de présenter en plus le meilleur, le moyen et le pire cas, et d'aider ainsi les consommateurs à comprendre l'impact de leur style de conduite ».

L'évaluation de la phase de production et de la fin de vie se base sur des données publiques concernant les chaînes d'approvisionnement générales mondiales et ne prend pas en compte les processus de production ou de recyclage de certains constructeurs automobiles, souligne Dr. Damyanov. Selon lui, ces données ne sont pas encore disponibles et, si elles le sont, elles doivent encore être prouvées et certifiées. « C'est pourquoi nous ne pouvons pas dire pour l'instant si la production d'une batterie de 50 kWh par le fabricant A a émis plus ou moins de CO2 que celle du fabricant B. Mais l'intérêt pour cet aspect grandit, y compris au niveau politique, et nous espérons pouvoir fournir de telles données à l'avenir. Notre système actuel détermine la masse du véhicule, le type de groupe motopropulseur, la consommation d'énergie, les émissions de gaz d'échappement, le nombre de kilomètres parcourus et le pays dans lequel le véhicule est utilisé comme étant les principaux paramètres qui influencent l'impact environnemental. » Voici les derniers résultats ACV de Green NCAP.

Le 1er décembre, Green NCAP a mis en ligne un outil interactif pour les consommateur·rice·s, qui leur permet de sélectionner jusqu'à trois véhicules de leur choix, de définir le kilométrage annuel et le pays, et d'analyser et de comparer l'impact environnemental des véhicules choisis dans l'analyse du cycle de vie. « Cet outil d'évaluation du cycle de vie est la prochaine étape que nous pouvons proposer sur la voie du renforcement du rôle des consommateurs dans une mobilité plus durable, pour le bien de la nature et de l'homme », souligne Dr. Aleksandar Damyanov.

Le Prof. Dr. Martin Wietschel a également tenté d'apporter des éclaircissements dans ce contexte. Le directeur du centre de compétences Technologies énergétiques et systèmes énergétiques de l'Institut Fraunhofer de recherche sur les systèmes et l'innovation (ISI) a participé à l'étude de cette année intitulée Langfristige Umweltbilanz und Zukunftspotenzial Alternativer Antriebstechnologien. Il s'agissait de l'évaluation économique et écologique de carburants et de propulsions alternatifs pour les voitures particulières. Les voitures achetées en 2020 et 2030 ont été comparées, en supposant qu'elles seront utilisées pendant 15 ans. « Dans notre méthode de bilan, nous avons essayé d'inclure tous les effets, de l'extraction des matières premières à l'élimination des déchets, et nous avons pris en compte les développements ultérieurs. Le système électrique, par exemple, a également une influence sur la manière dont les voitures électriques sont évaluées », explique Martin Wietschel. L'étude s'inscrit dans l'objectif politique de neutralité des gaz à effet de serre. Interrogé sur la complexité d'une telle comparaison avec toutes ses variables, le professeur Martin Wietschel admet qu'elle est bien sûr entachée d'incertitudes. « Mais on a besoin d'une base de décision pour les objectifs politiques. On essaie d'atténuer les incertitudes avec différents scénarios. On modifie alors certains paramètres des grandeurs importantes pour la prise de décision et on regarde quelle est l'influence. La complexité ne doit pas conduire à avancer aveuglément vers l'avenir. »

Les batteries auraient une influence déterminante sur le sac à dos écologique des véhicules électriques. « L'extraction des matières premières et la fabrication des cellules de batterie sont très gourmandes en énergie. Il y a encore un potentiel d'économie de 20 à 30 pour cent avec des procédés qui sont déjà connus aujourd'hui. Nous devons également nous préparer mentalement au fait que la batterie survivra à la voiture dans un avenir proche. En outre, il existe également des concepts intéressants pour la deuxième utilisation, par exemple en combinaison avec des installations photovoltaïques locales. » Le Prof. Dr. Martin Wietschel fait remarquer que tout recyclage n'est pas forcément judicieux d'un point de vue écologique et qu'il faut faire attention à la quantité d'énergie qui y est injectée. Il faudrait également s'intéresser de plus près à la production de l'ensemble du véhicule, car elle représentera la majeure partie des émissions de gaz à effet de serre à partir de 2030. « Il est possible de rendre beaucoup de choses plus écologiques, par exemple en produisant de l'acier à base d'hydrogène. Pour le plastique et le verre aussi, il est important d'avoir une vision globale afin de boucler la boucle dans la production. » L'expert estime que d'ici 3 à 4 ans, les voitures électriques seront économiquement plus avantageuses que les voitures à combustion. Il est toutefois nécessaire, selon lui, d’effectuer un travail de sensibilisation, car le simple prix d'achat est encore un frein, même si les coûts consécutifs sont nettement inférieurs.

Au niveau politique, la voie vers l'électromobilité est déjà empruntée depuis longtemps et semble être la bonne au vu des résultats de l'étude. « La pile à combustible est encore relativement éloignée du marché et concerne plutôt les véhicules lourds qui ont des exigences d'autonomie très élevées », explique Martin Wietschel. « Les biocarburants issus de plantes ou de déchets sont une solution relativement bon marché et contribuent à la réduction des gaz à effet de serre. Mais nous en avons surtout besoin dans le transport maritime et aérien ou dans l'industrie, où nous ne disposons d'aucune alternative. » Les hybrides rechargeables ont longtemps été considérés comme une technologie de transition. « Mais dans le secteur des voitures de service, par exemple, la batterie n'est utilisée en moyenne qu'à 10 pour cent. Cette technologie n'est pas très ciblée », poursuit-il. Si l'on visait la neutralité en matière de gaz à effet de serre et que l'on ne voulait pas supprimer la mobilité individuelle, le moteur électrique avec des rendements allant jusqu'à 97 pour cent serait la solution la plus judicieuse.

Le Prof. Dr. Martin Wietschel plaide pour un développement conséquent des stations de recharge rapide et critique la tendance aux voitures lourdes à grande autonomie. « Ces dernières années, les émissions de l'ensemble du trafic n'ont pas baissé, mais sont restées à peu près constantes. Les voitures sont devenues plus puissantes, ce qui a réduit à néant les améliorations de l'efficacité. Pourtant, le nombre de trajets longue distance est très faible. » Comme une voiture est à l'arrêt jusqu'à 95 pour cent du temps, la charge bidirectionnelle est la bonne voie vers un système global efficace, selon Martin Wietschel. Les voitures pourraient ainsi être chargées de manière contrôlée et restituer de l'électricité au réseau en cas de besoin. Il s'est avéré que la durée de vie de la batterie n'en souffre pas et qu'il n'y a pas de problème d'acceptation de la part des clients. En ce qui concerne le changement de mode de transport pour les camions, l'avenir est un peu plus incertain. « En Allemagne, 200.000 poids lourds produisent autant d'émissions que 10 millions de voitures. L'industrie et la science ne sont pas encore d'accord sur la manière de transformer ce secteur. »

Dr. Aleksandar Damyanov de Green NCAP fait état de quelques découvertes surprenantes de ces dernières années, dont les consommateurs ne sont probablement pas conscients à ce point. « Les moteurs électriques offrent la meilleure efficacité énergétique possible, mais les consommateurs doivent être conscients que les valeurs de consommation WLTP indiquées ont été obtenues lors d'un test sans climatisation. Par temps froid, l'énergie nécessaire au chauffage de l'habitacle est prélevée sur la batterie, alors que dans les véhicules conventionnels, la chaleur de combustion est utilisée gratuitement. » L'autonomie électrique diminue donc considérablement à mesure que les besoins en chauffage augmentent. De même, la conduite sur autoroute consomme en général beaucoup plus d'énergie que prévu, raison pour laquelle les constructeurs doivent encore améliorer les propriétés aérodynamiques de nombreux modèles, en particulier pour les véhicules électriques. « Un coût caché pour les consommateurs réside dans l'efficacité du processus de recharge. On croit souvent que les chiffres de consommation affichés sur l'ordinateur de bord correspondent aux valeurs réelles, mais on oublie qu'il ne s'agit que de l'énergie extraite de la batterie. La consommation réelle d'énergie comprend l'électricité prélevée sur le réseau électrique et, selon le modèle et le mode de charge, 10 à 20 % de l'énergie est perdue », calcule Dr. Damyanov.