Le coût énergétique des voitures électriques.

Le coût énergétique des voitures électriques.

7 Octobre 2022

Une légende urbaine prête à la voiture électrique l'avantage merveilleux d'un rendement inégalable ; des valeurs de 85 voire 90% sont souvent citées pour démontrer sa supériorité sur le moteur thermique désormais rangé au magasin des brocanteurs.

Il est temps de tempérer cet enthousiasme et de revenir aux réalités qui font la vie de tous les jours.

Non pas pour critiquer l'outil lui-même, qui est un progrès incontestable, mais pour redescendre sur terre et prendre la mesure exacte de sa performance énergétique.

Précisons qu'il ne s'agit pas de remettre en question l'électrification de la mobilité, encore qu'il y aurait beaucoup à dire sur les possibilités des biocombustibles et du biogaz injustement mis au placard ( provisoirement espérons-le ) avec le moteur thermique.

Il ne faut pas non plus nier le progrès apporté par l'électrique dans la suppression des émissions de carbone et surtout les émissions de micro et nanoparticules et gaz toxiques généreusement dispensés par les moteurs thermiques.

Nous ne parlerons pas davantage du côté obscur de la chaîne de production et d'approvisionnement des composants de véhicules électriques ni de la pollution liée au « recyclage » des batteries, ni de la fragilité des sources de métaux spéciaux et semi conducteurs ;

Soyons clairs, nous parlerons du rendement de la chaîne énergétique depuis la production de l'électricité jusqu'aux roues qui font avancer la voiture.

L'électricité injectée dans le réseau de distribution passe par de nombreuses étapes avant d'être transformée en force mécanique par la voiture électrique. Au cours de chacune de ces étapes une partie de l'énergie est perdue sous forme de chaleur par effet Joule dans les câbles, dans les transformateurs (pertes fer), dans les dispositifs de commutation mécaniques et électroniques, pour arriver à la station de charge. Cette partie des pertes est estimée à 10% en moyenne.

Les stations de charge sont équipées de bornes dont les organes contribuent également aux pertes d'énergie, environ 5%.

L'opération de charge de la batterie comporte elle-même des sources internes de pertes, de l'ordre de 5% .

L'opération de décharge lors de l'utilisation comporte également des pertes, 5%.

Lors de l'utilisation, l'énergie électrique est traitée par l'onduleur qui transforme le courant continu en courant alternatif adéquat, avec des perte de l'ordre de 5% .

Enfin le moteur est actionné, avec ses propres pertes ( Pertes cuivre, pertes par hystérésis ) qui augmentent avec le régime de charge et la fréquence ( régime moteur ), en moyenne 10%.

Ensuite la force motrice est transmise au réducteur, au différentiel, et à la transmission, environ 5%.

A ce bilan il faut ajouter la ponction des accessoires hors transmission, qui correspond à une énergie consommée mais « perdue » pour la propulsion.

Le rendement énergétique global est donc d'environ 50% de la sortie de la centrale électrique jusqu'aux roues qui propulsent la voiture.

La production d'électricité devra donc être le double du besoin réel pour la propulsion, ce qui demeure cependant avantageux par rapport au thermique, mais qui nécessite d'être pris en compte dans l'évaluation du besoin énergétique de ce secteur de la production.

Sur les bases actuelles d'un kilométrage annuel moyen de 12 000 km, et une consommation moyenne de 20 kWh/ 100 km, le besoin annuel serait de 25 TWh pour 30% d'électrification du parc de VL, soit 10 Millions de voitures.

Compte tenu des pertes réseau ceci correspond à une production de l'ordre de 30 TWh, et donc environ 100 TWh/an pour une électrification totale du parc.

Ceci correspond à la production de 8 (Huit) réacteurs nucléaires EPR, ou de toutes autres sources de production d'électricité renouvelables décarbonées associées aux moyens de compensation de l'intermittence s'il y a lieu ( Et il y a lieu hélas, lorsque ces sources sont l'éolien ou le solaire ).

Selon le projet européen d'interdiction des VL à moteur thermique dès 2035, l'électrification totale du parc de VL interviendrait naturellement autour de 2050, ce qui laisse un délai raisonnable pour mettre en œuvre ces nouveaux moyens de production.

La même démarche sera nécessaire pour produire l'électricité qui sera nécessaire pour alimenter les pompes à chaleur censées remplacer les vieilles chaudières et les vieux radiateurs grille-pains.

Mais ceci est une autre histoire...