Le blog de doc zaius

Les énergies renouvelables, où en sommes-nous ?

30 Juillet 2024

Les énergies renouvelables occupent le devant de la scène depuis deux décennies.

Il est bon aujourd'hui de faire un état d'avancement de ce projet planétaire dont le succès, ou l'échec, conditionnera la pérennité de nos modes de vie actuels fondés sur le machinisme au sens large, lui-même dépendant au premier chef de la disposition d'énormes quantités d'énergie.

Le graphique suivant décrit l'évolution de la part des différentes sources dans la consommation mondiale d'énergie primaire sur les deux décennies écoulées.

Les données complètes sont ici :

https://www.connaissancedesenergies.org/sites/connaissancedesenergies.org/files/pdf-actualites/Statistical%20Review%20of%20World%20Energy.pdf

Plusieurs remarques :

A quelques pourcents près, la répartition entre fossiles et renouvelables n'a pratiquement pas évolué, ce qui est pour le moins alarmant eu égard à l'urgence de la crise climatique annoncée, et dont les premières atteintes sont déjà perceptibles.

Après deux décennies de mobilisation aux niveaux les plus élevés contre le risque climatique lié aux émissions de CO2 fossile, la part des énergies renouvelables n'a que très peu augmenté, et peine à dépasser la part des « anciennes » énergies décarbonées ( Hydroélectrique et Nucléaire ) qui ont elles-mêmes tendance à baisser.

( Ces dernières baisses étant liées mathématiquement à une production stable confrontée à une demande énergétique en augmentation...).

Les sources d'énergie fossile, qui n'ont perdu que 3% de part sur deux décennies, demeurent ainsi encore largement dominatrices.

Ce bilan chiffré indique que le Monde n'est clairement pas encore entré dans l'ère des énergies renouvelables ; il demeure sous l'empire des fossiles, avec même un petit avantage au charbon, malgré son effet plus nocif sur les émissions de CO2.

La cause mécanique de cette situation peu glorieuse tient à l'évolution croissante de la demande qui demeure supérieure à la production des renouvelables.

( Encore une course à l'échalote...)

Le cumul de la production énergétique des « vedettes » que sont l'Eolien et le Solaire n'atteint en 2023 que 2,4 % de la consommation mondiale d'énergie primaire.

( 4 000 TWh sur 166 000 TWh ).

C'est une part très faible par rapport à l'ambition du projet de convertir à l'électrique une grande partie des applications de la Planète.

Notons que la part du Nucléaire est encore plus faible, 1,6% seulement, avec 2 650 TWh.

Heureusement il nous reste l'hydroélectrique, qui fait 4 300 TWh ( 2,6% ), et la biomasse qui fait environ 10%, avec la Géothermie.

( Cette Biomasse bien discrète possède un potentiel de croissance considérable ).

Au vu de ces résultats peu flatteurs malgré deux décennies de promotion à tous les niveaux, on peut conclure à un échec de l'approche « soft » qui consiste à chercher à atteindre un résultat concluant sans accepter de profonds bouleversements de nos modèles d'économies financiarisées fondées sur la consommation et le profit.

Quels sont les moyens d'inverser cette tendance ?

Jusqu'à présent il n'est pas question de chercher à changer de modèle d'économie mondiale financiarisée. Les sociétés occidentales ne sont pas prêtes à modifier spontanément leurs modes de vie, lesquels sont fondés sur toujours plus de consommation, d'accumulation de biens, de mobilité, de loisirs, et d'exotisme générateur d'échanges planétaires frénétiques.

Et les sociétés en voie d'occidentalisation sont avides de partager les mêmes « idéaux ».

Les « gestes » écologiques consentis ici et là ne sont pas suffisants pour infléchir significativement la marche du Monde.

Reste alors à essayer la solution de s'attaquer à l'Energie elle-même pour tenter d'en réduire le flux.

Freiner la croissance de la demande énergétique mondiale constitue une partie essentielle du challenge.

Mais cette croissance étant proportionnelle à la croissance du PIB, c'est donc aux structures mêmes de l'économie financiarisée qu'il faudrait s'attaquer. Or il n'existe aucun projet global dans ce sens.

Bien au contraire :

Entre 2012 et 2022, La consommation mondiale d'énergie primaire est passée de 528 à 604 Exajoules, soit une augmentation de 14,4 %.

( On pourrait s'en féliciter dans la mesure où l'augmentation de la consommation d'énergie correspond à une augmentation de niveau de vie des populations, mais ce n'est pas forcément le cas partout...).

Compte tenu d'une part, de la croissance démographique prévue ( + 37% d'ici la fin du siècle ), et d'autre part de la forte demande ( Justifiée) d'amélioration des niveaux de vie des pays en voie de développement, il ne faut pas trop espérer une baisse spontanée de la demande énergétique mondiale.

Pour tenter de contenir malgré tout ce débordement de demande d'énergie, deux actions sont engagées ( du moins planifiées sur le papier ) :

La première action consiste à réduire drastiquement le « gap » qui subsiste entre l'énergie « primaire » et l'énergie « finale ».

Sans entrer dans les détails, cela conduit à électrifier les applications qui fonctionnent aujourd'hui avec des fossiles à travers des procédés peu efficaces énergétiquement, essentiellement les moteurs thermiques ; et d'autre part à récupérer la chaleur perdue en pratiquant la cogénération.

La deuxième action consiste en une gigantesque « chasse au gaspi » à tous les niveaux et dans tous les secteurs énergivores.

On pourrait ajouter une troisième action qui consisterait à analyser toutes les applications énergétiques du point de vue de leur utilité réelle, et de la pertinence des procédés mis en œuvre.

Quant à réformer les usages de l'énergie eux-mêmes, il ne faut pas trop y compter avant longtemps...Et pourtant c'est bien là qu'il y aurait matière à économiser l'énergie...

( Limiter les déplacements, construire ( ou reconstruire) des bâtiments à énergie positive, modérer les externalisations, développer les usages des chemins de fer de préférence à la route, etc, seraient très efficaces mais exigeraient d'énormes capitaux ).

La deuxième action consiste à remplacer les fossiles par des renouvelables.

C'était le but au départ, mais qui paraît de plus en plus lointain au regard des piètres résultats obtenus jusqu'à présent...

En tout cas, pour remplacer les fossiles par des renouvelables, il faut d'abord les produire.

S'agissant d'un projet long terme au bénéfice des générations futures, les investisseurs habituels ne se précipitent pas sans d'importantes participations des Etats. Et malgré ces subventions, il subsiste d'importants problèmes d'acceptabilité, de coordination entre les régions du Globe, d'approvisionnement des matériaux nécessaires, de réorganisation des réseaux de distribution de l'énergie, toutes choses qui ne sont pas facilitées par le délabrement actuel des relations internationales, et par la gestion purement financière de l'économie mondiale plus orientée vers le profit immédiat que vers le bien-être des générations futures.

Par ailleurs, le remplacement des fossiles par des sources renouvelables décarbonées se révèle beaucoup plus difficile technologiquement que prévu au premier abord :

Les sources produisant de l'électricité, supposent l'électrification des applications fonctionnant auparavant avec des fossiles. Des secteurs entiers seront directement impactés, avec des investissement colossaux, et parfois des incompatibilités obligeant à trouver d'autres sources d'énergie non électriques mais décarbonées quand même...Biomasse, e-fuels ?

( Contrairement aux apparences, il n'existe pas encore de consensus au sujet du ou des types d'énergies renouvelables qui auraient « droit de cité » pour la transition :

L'énergie Nucléaire est encore contestée par une partie de l'opinion, ce qui plombe tout projet de développement susceptible d'être interrompu par décision d'un nouveau gouvernement...

L'énergie de la biomasse est suspectée d'entrer en conflit avec les usages tels que les cultures vivrières, l'agroforesterie, qui seraient détournées au profit de la production d'énergie.

L'implantation des parcs éoliens se heurte à des conflits d'usages dans les zones fortement peuplées, ce qui en limite drastiquement le potentiel dans certaines régions.

L'usage des biocarburants, et/ou des e-fuels,est contesté en raison d'une part du très mauvais rendement des moteurs thermiques, et d'autre part des émissions de gaz toxiques et de nanoparticules associées.

Toutes ces oppositions larvées, déjà sensibles au niveau actuel de faible production, laissent prévoir de grandes difficultés lorsqu'il s'agira de produire au régime de croisière requis pour remplacer les fossiles ).

Par ailleurs, le solaire PV et l'éolien fournissent une énergie intermittente qui ne pourra être gérée par le réseau que si elle est soutenue en « back-up » par des moyens de production électrique stables et pilotables ; ces moyens doivent être eux-mêmes alimentés par des sources non intermittentes, qui ne peuvent être que des centrales thermiques ( Alimentées par de la Biomasse ou du combustible nucléaire ), ce qui accroît considérablement les investissements.

Et l'électrification globale suppose la généralisation des réseaux électriques modernes et puissants dans toutes les régions du Monde élligibles à la transition énergétique.

Encore des investissements colossaux...

Les deux décennies écoulées ont surtout servi à développer des technologies efficaces, identifier les problèmes que seule l'expérience permet de découvrir, mesurer l'ampleur financière d'une transition énergétique, et prendre la mesure de ce qu'il faudrait faire pour concrétiser les belles courbes de croissance qui ornent les planifications papier.

Cet état des lieux confirme, s'il en était besoin, que les réunions internationales, les comités scientifiques de ceci et de cela, les rapports de 900 pages sur ce qu'il aurait fallu faire, ou ce qu'il faudrait faire si...les courbes des variations prévisionnelles de la température de l'Atmosphère en fonction de telle ou telle stratégie, demeurent impuissants à faire bouger significativement les lignes.

Les deux prochaines décennies seront cruciales pour juger de notre capacité à réaliser la transition énergétique planétaire sans plonger la civilisation actuelle dans un désordre socio-économique où il nous faudrait gérer à la fois les dégâts du changement climatique, le déclin naturel des énergies fossiles, et la crise énergétique due à une production chaotique de sources renouvelables diverses mal maîtrisées.

Les péripéties actuelles de la voiture électrique ne sont qu'un épiphénomène par rapport aux problèmes de fond qui nous attendent lorsque le pétrole et le gaz fossiles viendront effectivement à manquer...

20 Juillet 2024

Dans l'article précédent (15 Juillet) nous évoquions le risque de « booster » les ventes de voitures électriques alors que l'électricité est encore à 64% produite par des fossiles dans le Monde.

L'idée de remplacer les moteurs thermiques par des électriques repose sur le gain d'efficacité énergétique apporté par cette solution, et bien sûr la réduction des émissions de CO2 associée au changement de carburant.

Mais ces avantages ne sont réels qu'à condition de disposer d'une électricité dont la filière de production est elle-même exempte de pertes énergétiques et d'émissions de Carbone fossile.

Or l'électricité qui irrigue la Planète est produite à 64% par des centrales thermiques brûlant des fossiles.

Le schéma suivant montre qu'en électrifiant les voitures dans ces conditions, le gain d'efficacité énergétique est minime et que l'urgence est bien d'agir d'abord sur la production d'électricité afin d'en écarter les fossiles.

Le remplacement des fossiles par des Biocarburants ( ou des e-fuels ) dans les voitures résoudrait le problème des émissions de CO2 fossile en le remplaçant par du CO2 prélevé dans l'Atmosphère ( Carbone recyclable ). Mais le problème du mauvais rendement thermodynamique des moteurs subsisterait.

Il demeure donc souhaitable de remplacer les moteurs thermiques par des électriques, mais à condition que l'électricité soit issue de sources renouvelables décarbonées.

( Et à condition que les réseau électrique existe, ce qui n'est pas le cas dans toutes les régions du Monde...).

Par ailleurs, la demande d'électricité est appelée à croître considérablement pour plusieurs raisons :

D'une part l'électrification d'applications aujourd'hui utilisant des fossiles ( Voitures, pompes à chaleur, …), d'autre part les nouvelles demandes des pays en voie de développement.

La deuxième urgence est donc de développer les réseaux de distribution d'électricité sur la Planète afin de créer un terrain propice à l'électrification des applications.

A ce sujet, l'AIE ( Agence International de l'Energie ) pousse un cri d'alarme :

« Sans réseaux électriques adaptés pour connecter les nouvelles capacités de production à la demande, il existe un risque que les transitions énergétiques stagnent »

« Pour atteindre les objectifs de transition énergétique à travers le monde, il serait nécessaire d' ajouter ou rénover un total de plus de 80 millions de kilomètres de réseaux d’ici 2040, soit l’équivalent de la totalité du réseau électrique actuel ». L'AIE juge « vital » de disposer de ces réseaux modernes et numériques pour « garantir la sécurité électrique pendant les transitions énergétiques propres ».

( https://www.connaissancedesenergies.org/les-reseaux-electriques-goulot-detranglement-des-transitions-energetiques-240426)

L'électrification des voitures est donc l'arbre qui cache la forêt des vrais problèmes qui sont :

- La décarbonation de la production actuelle d'électricité.

- Le développement mondial des réseaux de distribution d'électricité, qui soient à la fois suffisamment maillés et suffisamment puissants pour accueillir toutes les nouvelles applications électriques grosses consommatrices d'énergie.

En investissant à tour de bras pour remplacer partout sur la Planète les voitures thermiques par des électriques, on se trompe d'objectif.

C'est un peu comme installer des salles de bains dans des logements qui n'ont pas l'eau courante...

30 Juin 2024

En matière de transition énergétique, l'enthousiasme l'emporte souvent sur la réalité ; il n'est donc pas inutile de se reporter de temps en temps à la réalité des chiffres.

En premier lieu se souvenir que la transition est une affaire planétaire, mais qui nécessite des actions individuelles, nationales, et régionales à caractères particuliers selon les ressources locales en énergies naturelles.

( Un résultat positif obtenu dans un pays ne permet hélas pas d'extrapoler ce résultat à la Planète...)

Le diagramme suivant illustre la situation actuelle en matière de consommation mondiale d'énergie finale.

Les fossiles dominent encore très largement, avec une part de 81%.

Les renouvelables ne dépassent pas les 20%, malgré une promotion très énergique.

L'électricité, qui est au cœur de la stratégie de transition, ne participe encore que pour 25 % à la consommation d'énergie finale, et dans ces 25 % les fossiles sont encore très majoritaires ( 64%).

Nous sommes donc encore très loin du but à atteindre, qui est de ramener à zéro la part des fossiles dans la consommation d'énergie finale.

Et ceci malgré les analyses scientifiques rapportées par le GIEC, et les COP annuelles renouvelant les engagements des Etats membres, qui n'ont pas suffit à déclencher le grand mouvement de basculement indispensable à une transition selon les prévisions.

Cette inertie est au demeurant compréhensible, s'agissant d'une transfusion sur un malade ( Le Monde ) dont il faudrait à la fois remplacer le sang et les organes par des produits pas très bien définis et dont la disponibilité est sporadique, pour une efficacité souvent contestée, et surtout un coût exorbitant.

D'autant plus que le malade en question se porte très bien avec ses organes actuels et son sang fossile encore abondant et largement disponible.

En clair, tant que les fossiles seront disponibles et à un coût abordable, il ne faut pas trop compter sur le malade pour monter sur la table d'opération subir un tripotage dont l'issue est plus qu'incertaine, même si les augures font miroiter un monde d'après idyllique.

( Non seulement il faudra fabriquer cette nouvelle énergie, mais en plus il faudra modifier les « machines » existantes pour s'y adapter ; une tâche qui nécessitera des investissements colossaux supportés par la génération actuelle pour le bénéfice des générations futures. Les méthodes actuelles d'évaluation de rentabilité d'un projet ne sont pas adaptées à ce type de comportement. Aujourd'hui un projet est adopté, ou pas, sur la foi de sa rentabilité financière à moyen terme au vu du coefficient d'actualisation, selon le catéchisme des investisseurs.

Or le bénéfice d'une action pour le climat n'est pas financier, il est du domaine de la survie de l'Humanité, qui n'est pas cotée au CAC 40...

Pour cette raison, les grands travaux d'avenir ne peuvent être réalisés que sous l'égide des Etats, comme ce fut fait dans le passé pour les chemins de fer, les grands barrages hydroélectriques, les réseaux autoroutiers, les centrales nucléaires, les grands aménagements du territoire... ).

Ajoutons que, pour compliquer les choses, il existe un mouvement de pensée négationiste niant la responsabilité du CO2 fossile dans le changement climatique, voire même le changement climatique lui-même, sans que l'on puisse évaluer son pouvoir de nuisance.

Il apparaît que le seul élément déclencheur d'une action commune et mondiale pour l'abandon des fossiles au profit des renouvelables sera la raréfaction des ressources énergétique fossiles.

Cette raréfaction a certes été annoncée à plusieurs occasions comme imminente, mais très vite accompagnée de l'annonce de la découverte d'un nouveau gisement de pétrole ou de Gaz...

La persuasion s'étant montrée assez peu efficace, certains « décideurs » politiques tentent de changer de méthode et d'imposer la transition énergétique, un peu comme une purge qui serait le remède à un repas trop copieux.

C'est ainsi que les Européens se voient contraints d'avaler le purgatif électrique dès 2035, jugé seul capable de faire tomber la fièvre pétrolière, du moins dans le secteur de l'automobile.

Du point de vue de la baisse attendue des émissions de CO2 , le succès de cette opération sera à la mesure de la décarbonation de l'électricité européenne à cette époque. En 2023 les énergies décarbonées ( incluant le Nucléaire) ont contribué pour 61% à la production d'électricité européenne ; on peut raisonnablement penser qu'en 2035 cette part pourra être de 100%.

Source :

https://www.consilium.europa.eu/fr/infographics/how-is-eu-electricity-produced-and-sold/

Du point de vue des automobilistes, le basculement contraint du thermique sur l'électrique s'effectuera pour se conformer à la loi, mais avec une rapidité qui dépendra des coûts, de l'amélioration des performances des batteries, du développement du réseau de rechargement, des aides des Etats, du prolongement de la durée de vie des voitures thermiques, etc.

Du point de vue des vendeurs de voitures, il s'agira de fournir un marché annuel d'environ 12 Millions de véhicules électriques, dont une partie sera fabriquée en Europe, le reste ( ? ) provenant de fournisseurs non européens. Le remplacement des 300 Millions de voitures européennes pourraient ainsi être réalisé en 25 ans si aucun grain de sable ne vient gripper cette mécanique...

( Ce qui nous amène au-delà de 2060...).

Du point de vue des constructeurs européens, il s'agira de prendre une part de ces 12 Millions de véhicules neufs électriques mis chaque année en circulation, et éventuellement produire également des voitures thermiques pour les marchés extérieurs qui n'auront pas fait le même choix.

Certains constructeurs auront des « problèmes », d'autres y verront une opportunité...

( Notons qu'ils sera difficile pour les constructeurs européens de continuer à fabriquer des voitures thermiques si leur marché local n'en achète pas...).

Du point de vue des constructeurs chinois, ce nouveau marché est une opportunité de s'implanter solidement en Europe, à condition de conserver leur avance technologique déjà acquise et de garder la main sur les approvisionnements critiques de matériaux spéciaux.

( Il n'est pas impossible de voir ici se répéter le scénario déjà vu sur les produits audio-visuels, le matériel informatique, et les produits grand-public de grande diffusion …)

Du point de vue des producteurs d'électricité, il faudra d'une part gérer le surcroît de demande électrique pour la recharge de ces batteries, mais surtout gérer les pics de demande de puissance pour la recharge, ce qui implique la mise en œuvre du réseau intelligent.

La production européenne d'énergie électrique était de 2 640 TWh en 2022, ce qui correspond à une puissance moyenne de 300 GW.

Le parc européen de voitures particulières est d'environ 300 millions de véhicules. Lorsque ce parc sera électrifié, il faudra 375 GW supplémentaires de puissance si seulement le quart de ce parc est branché pour la recharge en 5 kW ( recharge domestique).

Il est clair que le réseau électrique européen devra être restructuré pour gérer la charge des batteries des VEB, en particulier pour supporter les appels de puissance des batteries.

( Ce problème de puissance disponible pour la recharge est probablement le plus important de l'opération VEB, et pourtant il est glissé sous le tapis...).

Le remplacement « à la hussarde » des voitures thermiques européennes par des électriques est donc théoriquement possible, mais avec certaines conditions et avec certains risques, qui devront être pris en compte si nous voulons éviter de créer plus de problèmes que d'apporter de solutions.

La date butoir de 2035 doit être prise comme un signal fort à la communauté du marché automobile pour susciter les réactions et faire remonter les problèmes qui sont à résoudre pour préparer le terrain à cet aggiornamento, dont les effets secondaires dépasseront largement le seul domaine de la voiture particulière.

Parmi les sujets à reconsidérer, il y a le cas des carburants de substitution à base de Biomasse ou de synthèse à partir de l'Hydrogène vert.

De nombreuses voix s'élèvent pour défendre la technologie des moteurs thermiques, qui pourra répondre aux besoins de transports dans les zones de la Planète très mal desservies en distribution électrique de puissance. Les constructeurs qui pourront couvrir les besoins en électrique et en thermique auront évidemment un avantage décisif sur ces marchés.

La clause de revoyure prévue pour 2026 devrait conduire à reconsidérer l'ensemble des problèmes et clarifier la stratégie électrique de l'Europe, pas seulement pour la voiture particulière mais aussi pour les autres moyens de transport, et pour l'évolution du réseau électrique européen qui devra accueillir ces nouvelles applications dans le cadre du réseau intelligent.

L'exercice européen de trapèze volant, qui consiste à sauter sans filet du thermique à l'électrique aura au moins l'avantage de tester la robustesse de notre tissu industriel et notre capacité à gérer ce changement de religion qui touchera ne nombreux aspects du culte de l'Automobile.

Ces jeux du cirque seront attentivement suivis par les spectateurs chinois, toujours prêts à proposer leurs services d'intervention...

La voiture électrique, le beurre et l'argent du beurre ?

5 Juin 2024

Du point de vue de Sirius la voiture électrique est l'exemple type de transition énergétique vertueuse. Un cas d'école.

En effet, sur le papier elle résout du même coup les deux problèmes cruciaux que sont les émissions de CO2 liées au pétrole, et le gaspillage énergétique lié au très mauvais rendement du moteur thermique.

On comprend l'enthousiasme des politiques, prompts à juger sur les apparences et peu soucieux d'aller voir dans la cuisine comment sont préparés les plats et d'où viennent les ingrédients.

L'idée de remplacer le moteur thermique par un électrique pour gagner sur les deux tableaux de la décarbonation et du rendement est tellement simple et évidente que l'on doit se demander pourquoi elle n'a pas été plus tôt mise en application.

La réponse est simple : elle l'a été, dans les années soixante-dix, lorsque les états ont pris conscience que le pétrole n'est pas éternel et surtout qu'il était devenu une denrée stratégique susceptible de nous rendre dépendants de fournisseurs pas forcément fiables, voire hostiles.

( On ne parlait pas encore du réchauffement climatique, ni de la nécessité de décarboner notre énergie...Ce problème n'était encore connu que des climatologues, et partagé par les écologistes encore peu entendus ).

Cet enthousiasme des années soixante-dix pour la voiture électrique a tourné court lorsque la fièvre pétrolière est retombée. De toutes façons l'incapacité des batteries au plomb de l'époque à fournir l'énergie nécessaire aurait suffit à mettre fin à l'exercice.

Et puis est arrivée l'annonce de la catastrophe climatique liée aux émissions de CO2 dues à la combustion des fossiles.

Mais cette fois la motivation était non plus seulement d'échapper aux fournisseurs douteux de pétrole, mais de décarboner l'énergie en abandonnant toutes les sources fossiles, ce qui concerne la quasi totalité des applications puisque les fossiles représentent 81% de la consommation mondiale d'énergie primaire ( Source AIE ), dont 31% de produits pétroliers.

Le graphique suivant représente l'importance relative des différents usages du pétrole par rapport à la totalité des énergies fossiles consommées dans le monde :

Il apparaît clairement que les émissions de CO2 dues aux voitures particulières et aux véhicules utilitaires légers concerne 12% du total des énergies fossiles consommées dans le monde.

( Ce n'est pas un objectif négligeable, mais il ne faudra pas oublier les 88% restant...).

Et encore faut-il rappeler que le pétrole n'est pas la plus importante source d'émissions de CO2 ; le Charbon est beaucoup plus polluant.

De plus, l'extraction et le traitement des minéraux spécifiques nécessaires à la voiture électrique sont eux-même sources d'émissions de CO2 qui réduisent l'efficacité de l'opération.

L'électrification de l'ensemble du parc mondial de voitures particulières et d'utilitaires légers aurait donc au mieux un impact de 8 à 10% sur les émissions mondiales de CO2.

( En supposant que l'électricité utilisée pour la recharge des batteries soit elle-même complètement décarbonée...ce qui est évidemment très loin d'être le cas ).

Néanmoins le projet de voiture électrique a été ressorti de sa boîte.

Certains « mauvais esprits » ont bien attiré l'attention sur la nécessité de disposer d'abord d'une électricité elle-même décarbonée, sous peine de reporter les émissions des voitures sur les centrales électriques thermiques, mais ils n'ont pas été entendus.

Le grand « boum » des énergies renouvelables décarbonées a balayé les objections et l'avènement des batteries au Lithium a fait le reste.

( la confiance dans le solaire, l'éolien, l'hydroélectrique, la biomasse, la géothermie, était d'un niveau tel qu'il fut même décidé de se passer du nucléaire à terme...décision vite annulée heureusement ).

L'horizon paraissait éclairci.

La seconde vague des voitures électriques a ainsi démarré industriellement autour de 2010, avec l'ambition de supplanter les modèles thermiques en quelques décennies.

Le remplacement des voitures thermiques par des électriques ne peut s'effectuer au mieux qu'au rythme des achats annuels de véhicules neufs, soit une période de vingt-cinq ans pour remplacer quarante quatre millions de véhicules ( en France ), au rythme des ventes actuelles.

Aujourd'hui les voitures 100% électriques représentent environ 2,5 % du parc roulant en Europe.

Ce qui est encore peu pour crier victoire, mais suffisant pour se frotter à quelques-uns des problèmes concrets qui devront être surmontés pour passer d'un monde à l'autre sans trop de soubresauts.

Bien sûr les points faibles de cette stratégie étaient connus des analystes, du moins on l'espère :

- Le pétrole, toujours présent et peu disposé à céder la place.

- Le risque d'une grande dépendance aux approvisionnements des nouveaux matériaux nécessaires à la fabrication des nouvelles voitures.

( Voire même d'une pénurie pour certains d'entre eux...).

- La certitude de rencontrer des difficultés liées aux coûts de production nécessairement très supérieurs à ceux des voitures thermiques produites en grands volumes et dans des technologies très mâtures.

- La difficulté de promouvoir une technologie nouvelle avec des performances d'autonomie très inférieures à celles des thermiques, et des infrastructures non préparées à les recevoir.

- L'insuffisance des réseaux de distribution électrique pour la recharge des batteries, et la difficulté d'établir un plan commun de développement d'un tel réseau, au moins à l'échelon européen.

- L'impossibilité d'implanter la voiture électrique dans les régions du monde insuffisamment, ou pas du tout, desservies par un réseau électrique suffisamment puissant.

- Les limites du réseau classique en puissance max pour répondre aux pics de la demande de recharge.

- La difficulté de créer une nouvelle industrie européenne compétitive au moment où les stratégies sont plutôt orientées à la désindustrialisation, et où les concurrents asiatiques deviennent très puissants.

- La nécessaire gestion de doubles fabrications thermiques et électriques pour continuer à servir les marchés extérieurs moins avancés dans leurs possibilités de passer à l'électrique.

- Le risque d'obtenir une efficacité nulle si l'électricité n'est pas elle-même décarbonée avant d'être consommée par les voitures électrique.

- Etc...

Mais, de même que le mouvement se prouve en marchant, et que la fonction crée l'organe dit-on, les pays développés se sont lancés dans ce programme de voitures électriques un peu comme une solution de la dernière chance, çà passe ou çà casse...

On a vu ainsi affluer une cohorte de modèles très improbables allant de la voiturette jusqu'au bolide de plus de 500 CV, certains cumulant la ceinture et les bretelles sous forme d'Hybrides, d'autres fabriquant leur propre électricité à partir de gaz en bouteilles et d'une pile à Hydrogène, cette cour des miracles traduisant l'immaturité de ce marché, ce qui au demeurant est parfaitement normal eu égard aux nombreuses questions évoquées plus haut et toujours demeurées sans réponses.

La seule application adoptée à l'unanimité est le vélo électrique, qui apporte un confort incontestable et constitue ainsi un réel progrès.

( On notera que la solution des biocarburants, qui permet à la fois d'échapper au pétrole et de décarboner les émissions des moteurs thermiques, a été écartée ( par Bruxelles ) à priori sans autre forme de procès..Mais il faudra bien y revenir lorsque l'on constatera que la voiture électrique ne peut pas prendre 100% du marché mondial pour des raisons évidentes, mais qui ne sont pas (encore) prises en compte au prétexte que l'on ne peut pas courir deux lièvres à la fois.

Mais il se peut que nos amis asiatiques montrent des dispositions particulières pour la chasse au lièvre...).

Quinze années plus tard, le pétrole est toujours triomphant, et les batteries des voitures électriques sont toujours à la recherche de la bonne recette électro-chimique qui leur donnera les moyens d'évincer les modèles thermiques sans faire appel à la police européenne et à ses ukazes au demeurant inapplicables.

La voiture électrique est donc au milieu du gué.

Reculer est impossible, sauf à laisser ce nouveau marché aux mains des asiatiques toujours prompts à avancer leurs pions*, en l'occurrence leur joker constitué par une technologie de batterie en pointe, servie par l'abondance de ressources nationales en produits rares, précisément ceux qui sont indispensables dans ces nouvelles technologies de batteries et de moteurs.

Avancer n'est possible que si l'on maîtrise la production de ces éléments de base, et il est difficile de rattraper dix ans de retard dans un secteur aussi évolutif.

* La voiture deviendrait alors un gadget grand-public jetable, au même titre que le téléviseur couleur, l'ordinateur ou le smartphone. Qui se souvient que l'Europe fabriquait autrefois des téléviseurs couleurs dans des usines qui employaient des dizaines de milliers d'ouvriers ?

Désormais le problème des constructeurs européens devient celui de l'approvisionnement des matériaux spéciaux nécessaires pour les moteurs électriques et les batteries, et la technologie des batteries qui permettra de donner à ces nouvelles voitures des performances comparables à celles des thermiques.

En focalisant avec trop d'enthousiasme sur la voiture électrique, les pays développés ont ouvert une boîte de Pandore de laquelle sont sortis des « génies » que l'on n'attendait peut-être pas, mais qui sont prêts à récupérer le beurre et l'argent du beurre.

Les feux de batteries au Lithium, nouvel avatar de la voiture électrique.

24 Mai 2024

Les incendies de voitures sont un des risques encourus par tous les modèles, thermiques, électriques à batterie, électriques à gaz et pile à combustible, etc.

Tout ce qui roule est sujet à incendie...

Les circonstances à l'origine de ces sinistres sont diverses :

Accident de la circulation, attentat, malveillance, incendie volontaire ( Fraudes aux assurances ), incendie spontané dû à une cause interne, ou à une cause externe ( propagation d'un feu dans un parking, etc ).

Selon diverses sources, plus ou moins crédibles, il y aurait en France environ 45 000 Incendies de voitures chaque année, tous types confondus.

Pour un parc de 45 Millions de voitures assurées, le taux de véhicules incendiés chaque année serait donc de un pour mille, soit 120 par jour environ.

( Pour le moment essentiellement des voitures thermiques. Le parc de voitures électriques est encore trop faible pour figurer significativement dans les statistiques d'accidents.

Parmi ces combustions, celles dues à une défaillance spontanée d'un organe du véhicule sont évidemment beaucoup moins nombreuses, et très mal répertoriées.

Les incendies de voitures thermiques sont bien connus des services de lutte contre les incendies, contre lesquels les moyens habituels sont utilisés et les risques associés bien maîtrisés.

Il n'en est pas de même lorsqu'il s'agit d'une voiture électrique, et surtout lorsque la batterie elle-même est à l'origine du feu.

Les batteries au Lithium de la technologie actuelle, qui équipent la totalité des VEB, et des Hybrides, sont toutes porteuses d'un risque d'auto-inflammation liée à une violente combustion spontanée auto-entretenue, elle-même initiée par un emballement thermique qui peut se produire dans une ou plusieurs cellules sous l'effet de diverses causes néfastes:

Un échauffement excessif d'une ou plusieurs cellules, qui entraîne un dépassement de la température de sécurité, qui se situe généralement entre 100 et 120 °C ; échauffement qui peut être dû à une mauvaise gestion de la température par le système de climatisation de la batterie ( quand il y en a un...), à une trop grande dispersion des tensions unitaires des cellules dépassant les capacités de contrôle du BMS, à un courant de charge ou de décharge trop élevé, à un régime d'utilisation sorti des limites du cahier des charge, une utilisation fréquente des régimes de charge rapide dans des conditions hors spécifications, provoquant la formation de dendrites sources de court-circuits,

Une détérioration de la structure d'une ou plusieurs cellules sous l'effet d'un choc accidentel violent, même en l'absence d'enfoncement visible.Etc.

Cette pointe d'échauffement localisée déclenche des réactions chimiques irréversibles et un emballement thermique portant l'ensemble à des température dépassant les 800 °C, avec fusion du métal et dégagement de gaz toxiques.

Il arrive que la cause initiale soit « dormante » et couve pendant des heures avant de déclencher l'emballement thermique et l'incendie, ce qui est fâcheux si le véhicule est dans un parking, ou un garage particulier.

Ce feu d'artifice, très difficile à éteindre, peut durer des heures et entraîner des dommages considérables aux biens voisins ( autres véhicules, maison d'habitation, parking sous-terrain, locaux divers ).

Cette combustion entraîne une recombinaison chimique des composants de la batterie avec dégagement de gaz violemment toxiques, rendant les interventions des services de secours difficiles et nécessitant une décontamination.

Aux risque habituels de l'incendie viennent s'ajouter pour les pompiers le risque d'intoxication chimique, le risque d'électrocution ( 400 V ), le risque de pollution de l'environnement, le risque de propagation des dégâts à l'environnement, et l'incertitude quant à l'extinction complète lorsqu'il s'agit de la batterie elle-même.

(En certaines circonstances il est même prévu de plonger la voiture dans une citerne d'eau pendant plusieurs jours...).

Ces perspectives donnent aux incendies de voitures électriques une visibilité particulière habilement mise en valeur par les réseaux sociaux.

Même s'ils sont (encore) peu nombreux, ces feux d'artifice de VEB sont néanmoins préoccupants car ils ne peuvent pas être maîtrisés correctement par les moyens d'intervention habituels.

Il a ainsi été nécessaire de définir des procédures permettant aux services de secours, aux pompiers, et aux services de dépannage, d'intervenir dans des conditions de sécurité assurées.

Il est évidemment fortement déconseillé aux personnes n'ayant pas reçu la formation qualifiante et/ou n'ayant pas le matériel nécessaire, d'intervenir sur un tel feu, sauf bien entendu en cas de nécessité vitale

Les véhicules électriques à batteries doivent ( devraient ) être équipés des dispositifs définis pour faciliter l'intervention des secours et réduire les temps de latence dus à une mauvaise adaptation du matériel d'intervention, à une méconnaissance des spécificités du véhicule concerné, en particulier pour la neutralisation de la batterie, les points de découpe de la carrosserie, les points de levage, les risques d'intoxication, etc.

Par exemple le package Renault mis en place sur ses véhicules électriques comprend trois pôles :

Le « Fireman access », qui est une ouverture automatique de la trappe anti-incendie pour permettre d'atteindre l'intérieur de la batterie avec l'eau de la lance des pompiers.

Le « SD Switch » qui permet de désolidariser la batterie des autres organes.

Le « Q Rescue » qui est un QR code placé sur le pare brise et la lunette arrière, et donnant accès à toutes les informations particulières à « ce » véhicule, à usage des forces d'intervention afin de faire les bons gestes et gagner du temps pour sauver les personnes s'il y a lieu, et éviter la propagation du feu au voisinage.

Ce problème de feu de batterie sur les véhicules électriques n'est donc pas une rumeur sans fondement. Il est pris très au sérieux à tous les échelons de la vie de cette batterie afin de réduire cette occurrence pour qu'elle ne devienne pas une nuisance sociétale lorsque la part des VE dans le parc roulant deviendra significatif.

( Aujourd'hui le problème est alarmant, demain il peut devenir une calamité s'il n'est pas bien pris en compte).

La réduction de ce risque est l'un des objectifs visés par les études des futures batteries. Il ne servirait à rien d'augmenter la capacité spécifique, le courant max, et de réduire le prix de la batterie, si ce problème de vulnérabilité n'était pas sérieusement traité.