Le blog de doc zaius

Les voitures électriques et les aléas de la charge rapide .

8 Février 2025

La faiblesse de l'autonomie des voitures électriques est un sujet sensible qui pourrait bien contrarier le développement de ce marché s'il n'y était rapidement porté remède.

Pourtant, le parcours journalier moyen d'une voiture n'est que de 33 km soit 12 000 km/an.

Mais cette valeur moyenne, plutôt faible, cache une très grande disparité.

En effet, quelle que soit l'intensité de l'utilisation journalière, chaque utilisateur aura besoin plusieurs fois par an d'effectuer un déplacement de longue distance sur autoroute.

La fréquence de ces déplacements au long cours est évidemment très variable, entre deux ou trois voyages dans l'année, jusqu'à plusieurs dizaines voire davantage selon l'activité exercée et le mode de vie.

Une voiture thermique de bonne facture est capable de remplir les deux types de besoins grâce à son autonomie de l'ordre de 700 km, et la possibilité de « refaire le plein » en cinq minutes à n'importe quelle pompe et pour un coût sans surprise.

Par contre, pour offrir les mêmes possibilités, la voiture électrique doit embarquer une batterie d'une capacité « utile » de 150 kWh environ, et pouvoir accéder facilement à une borne de charge rapide capable de lui fournir une puissance continue de 600 kW capable de lui délivrer environ 100 kWh en 10 minutes.

( Voir articles précédents ).

Aujourd'hui, les VEB ( Voiture Electrique à Batterie ) de milieu de gamme sont équipés de batteries d'environ 50 kWh utiles, limite imposée par le prix et le poids dans les technologies de batteries actuelles.

Ce rapport 3 entre ce qu'il faudrait pour l'usage autoroutier et ce qu'il est possible d'avoir aujourd'hui, résume le problème de la voiture électrique actuelle.

(Certes, on peut toujours ergoter autour de l'intérêt réel d'avoir une autonomie de 700 km alors que la moyenne journalière des trajets est de 33 km, mais aucun raisonnement ne convaincra le client de renoncer au « confort » d'une autonomie de 700 km qui lui permet d'aller voir tante Adèle tous les week-end sans avoir à s'arrêter deux fois en chemin et perdre deux heures pour obtenir au prix fort les deux fois 35 kWh qui lui permettront d'atteindre Avignon ou Plougastel.

Car une borne de charge rapide ne peut fournir que 35 kWh ( 10% à 80%) à une batterie de 50 kWh...).

Les acheteurs d'un VEB de classe moyenne devront donc se contenter d'une autonomie de 160 km sur autoroute entre deux charges ( 10%-80% ) sur une borne de 100 kW, qui leur délivrera à chaque fois 35 kWh ( en un temps assez indéterminé) qui seront « brûlés » en 160 km à 130 km/h sur l'autoroute, car la consommation d'un VEB à ces allures est de 22 kWh/ 100 km en moyenne.

( Ceux qui vont souvent voir tante Adèle passeront leur chemin et rachèteront une thermique...).

Ceci explique probablement une grande partie du manque d'enthousiasme des acheteurs .

Et la charge rapide dans tout çà ?

Passe encore pour l'autonomie espérée à laquelle il nous faut renoncer avec nos « pauvres » 50 kWh.

Mais, pour compenser, peut-être aurons-nous la charge rapide en cinq minutes, comme la vieille guimbarde thermique de grand'père.

Hélàs, il nous faudra aussi y renoncer, du moins pour le moment..

Voyons ce qu'il en est.

La batterie décide des performances du véhicule.

( Il est important de rappeler cette nouvelle doxa ; ce n'est plus le moteur qui est le cœur d'une voiture électrique, mais bien sa batterie. Ceci pour les amateurs de km départ arrêté, il y en a encore...).

Sa capacité décide de l'autonomie.

En effet, la consommation d'une voiture électrique de gamme moyenne varie entre 12 et 22 kWh/100 km selon les conditions d'utilisation* ( valeurs moyennes évidemment ).

*( En ville avec récupération d'énergie au freinage, ou sur autoroute à 130 km/h )

L'autonomie est donc comprise entre 400 et 160 km environ pour une batterie de 50 kWh utiles

Dans le premier cas on part avec une batterie chargée à 100% ( au domicile ou sur une borne disponible pour plusieurs heures...) et on l'utilise en agglomération ou sur route à vitesse limitée à 80 km/h, jusqu'au niveau de 5%, soit 47,5 kWh consommés et donc environ 400 km parcourus, en utilisant à 50% la récupération d'énergie au freinage.

Quasiment l'autonomie WLTP, celle qui est mise en avant dans les publicités.

Dans le second cas on part avec la même batterie pleine, mais sur l'autoroute à 130 km/h.

On sait que les bornes rapides ne lâchent les kW qu'entre 10% de charge et 80%. en-deçà ou au-delà c'est de la charge lente...

On s'arrête donc à une borne rapide lorsque le niveau de batterie est à 10%, et après avoir parcouru 200 km en consommant 22 kWh/100 km.

On est déjà loin des 400 km du catalogue.

La charge rapide fonctionne et nous délivre de quoi remplir la batterie à 80%.

Nous repartons avec une réserve utilisable de 70% de la capacité utile ( Entre 10% et 80% ).

Cette fois la distance que l'on pourra parcourir avant de retomber à 10% de capacité sera de 35 (kWh) divisés par 22 (kWh/100 km), soit 160 km.

Les 400 km d'autonomie sont donc oubliés.

Mais çà on le savait déjà en partant, pour peu que l'on soit curieux et que l'on dispose d'une petite calculette à 8 euros.

Eh oui, si l'on va un peu loin, il faudra s'arrêter pour refaire le plein tout les 160 km.

( En limitant la vitesse à 100 km/h, la consommation tombe à 15 kWh/100 km et l'autonomie entre deux recharges est alors de 230 km. C'est mieux, mais à peine...Et qu'est-ce qu'on fait sur l'autoroute à 100 km/h ?).

Le régime de charge-décharge ( le courant ) supporté par la batterie décide de la puissance maximale que cette batterie peut fournir, et donc le moteur qui peut raisonnablement être utilisé derrière.

( Dans une batterie au Lithium, le courant électrique qui va de l'anode à la cathode et vice-versa, est constitué d'un flot d'ions Lithium qui transitent physiquement d'une électrode à l'autre à travers l'électrolyte. Plus la demande de courant ( charge branchée à l'extérieur ) est grande et plus sera grande la vitesse de transit , d'insertion, et désinsertion de ces ions.

Selon les matériaux et la structure des électrodes et de l'électrolyte, il existe une valeur limite de la densité de courant au-delà de laquelle il y a détérioration des structures internes et risque d'agglomération d'ions (les fameuses dendrites) qui entraînent une perte de capacité et peuvent créer des court-circuits destructeurs.

Les batteries de # 50 kWh montées actuellement sur les modèles de moyenne gamme sont spécifiées pour un régime de charge/décharge de 2 C, éventuellement 2,2 C, La puissance max dépend ainsi du courant maximum que peu fournir la batterie sans compromettre sa fiabilité.

Le régime 1C correspond au courant qui décharge ou charge la batterie en une heure.

Un régime 2C permet de charger ou décharger la batterie en 30 minutes.

Etc.

Pour une batterie de 50 kWh, le régime 2C habituellement spécifié correspond à une puissance de 100 kW pendant 30 minutes au terme desquelles la batterie est vidée.

100 kW font 135 CV, qui est donc la limite acceptable de la puissance du moteur pour ne pas dépasser le courant max de la batterie, au-delà duquel la fiabilité est compromise.

( Les voitures équipées d'une batterie de 50kW sont donc, en principe, équipées d'un moteur d'une puissance max de 150 CV environ. Certains modèles dits « sportifs » peuvent avoir un moteur plus puissant, mais la fiabilité de la batterie est compromise...Et quel intérêt d'avoir 200 CV si la batterie doit se vider en dix minutes ?

On touche ici une des limites de la voiture électrique en général : elle peut éventuellement aller vite, voire très vite, mais pas longtemps.

( Le très vite est cependant limité par l'absence de boîte de vitesse ce qui, aux hautes vitesses, entraîne des régimes dangereux pour les roulements à billes et les rotors...

Au-delà de 12 000 tours/mn la vie des roulements et des rotors est compromise ; certains peuvent monter jusqu'à 18 000 tours/mn mais ce n'est pas le même prix...

De plus, à ces hauts régimes, les pertes Joule ( dans le cuivre des bobinages), les pertes fer ( dans les noyaux des bobinages), et les pertes de commutation dans les semi-conducteurs, augmentent considérablement et donc dégradent le rendement, ce qui accroît la consommation et vide la batterie en quelques minutes...).

Les batteries sont spécifiées, entre autres, pour un certain régime de charge-décharge maximum afin de préserver la fiabilité. Un courant trop élevé pourrait détériorer les structures internes et conduire au mieux à une baisse des performances, et au pire à un échauffement destructeur.

( Dans un tel cas, le BMS bien élevé mettrait fin à l'exercice et la voiture s'arrêterait d'elle-même...en principe ).

Ce régime de charge-décharge à ne pas dépasser s'exprime en fonction de la capacité.

Pour une batterie de 50 kWh, le régime 2C correspond au courant qui décharge la batterie en trente minutes, et donc à une puissance de 100 kW ou 135 CV.

Cette batterie peut donc se brancher à une borne de recharge capable de lui fournir 100 kW.

Ce peut être une borne plus puissante ( 150 ou 175 kW ), le BMS de la voiture dialoguera avec la borne pour lui expliquer qu'elle veut 100 kW.

Le client peut vouloir 100 kW, mais si le BMS estime que c'est trop car la température de batterie est déjà un peu trop élevée, ou la batterie un peu fatiguée, il se mettra d'accord avec la borne autour d'une valeur intermédiaire, par exemple 80 W, voire 70W. ( Eh oui, c'est déjà de l'IA qui décide à notre place ).

La charge démarre donc sur 80 kW. Mais ce courant, proche du maximum spécifié pour la batterie, va faire chauffer cette batterie d'autant plus que la voiture est à l'arrêt et que le système de refroidissement est arrêté ( en général ).

La borne va donc démarrer sur 80 kW . Mais si l'échauffement résultant, qui vient s'ajouter à la température initiale est estimé trop haut, la borne va réduire la puissance fournie, autant que nécessaire pour éviter une surchauffe.

Le temps de la charge rapide risque ainsi de s'allonger, et le temps mis pour atteindre 80% de charge sera très supérieur à celui attendu par le client.

La borne peut même s'arrêter avant la fin si le BMS constate une surchauffe anormale.

( C'est le BMS de la voiture qui surveille tout çà...)

e phénomène d'allongement du temps de charge est commun à toutes les batteries de cette génération, mais l'effet est plus ou moins marqué selon l'origine de la batterie.

Un constructeur utilise généralement plusieurs fournisseurs de batteries, pour des raisons de sécurité des approvisionnements. Cet effet d'allongement des temps de recharge est variable d'un fournisseur à l'autre …

De plus, l'allongement du temps de recharge est d'autant plus important que la température initiale de la batterie est élevée, ce qui est en général le cas après une ou deux heures d'autoroute à 130 km/h en été. La charge rapide peut alors s'avérer piteuse, voire même refusée.

( Après un parcours autoroutier à 130 km/h en été, il peut être prudent d'attendre que la batterie refroidisse avant de la brancher sur une borne rapide...évidemment ce temps d'attente vient s'ajouter au temps de la recharge...).

Dans certains modèles haut ( très haut ) de gamme, le système de refroidissement de la batterie peut être mis à contribution pour favoriser une charge rapide éventuellement.

Donc la charge rapide peut ne pas s'avérer aussi rapide qu'espéré. Et de plus, la quantité d'énergie récupérée à la borne « rapide » représente au mieux 70 % de la capacité utile de la batterie.

( elle démarre à 10% pour se terminer à 80% ).

( Cet arrêt à 80% de la charge max est justifié pour deux raisons :

D'une part, la valeur limite de la tension à ne pas dépasser est assez imprécise et varie d'une batterie à l'autre et en fonction de l'échauffement ; il est donc prudent d'interrompre la charge rapide avant d'entrer dans une zone dangereuse.

D'autre part, au-delà de 80%, le courant de charge serait tellement réduit qu'il faudrait une heure ou deux pour compléter la charge à 100%, ce qui enlèverait tout intérêt à l'opération ! ).

Pour récupérer 70 % de capacité avec une batterie de 50 kWh utiles sur une borne de 100 kW il faut théoriquement 21 minutes.

Mais, selon l'état de la batterie, la puissance délivrée au départ est souvent inférieure à 100 kW, elle est plutôt d'environ 80 kW, voire moins.

En cours de charge, la batterie va chauffer et, selon sa température initiale, cet échauffement supplémentaire devient dangereux ; la puissance délivrée par la borne est alors réduite à proportion de l'échauffement, en sorte que la durée de la recharge peut être notablement allongée, plus près de 40 minutes que des 20 minutes espérées.

On voit que la charge rapide est une donnée assez fantaisiste, qui dépend du régime charge-décharge accepté par la batterie considérée, de son état de santé ( SOH, State Of Health), de sa température au départ de la charge, et de son coefficient d'échauffement en fonction du courant, de la présence, ou pas, d'un dispositif de refroidissement actif pendant la charge.

En sorte que selon l'origine de la batterie, ses spécifications en termes de régime de charge-décharge ( 2 C, 3 C, 4 C,…), son état de santé ( SOH ), son coefficient d'échauffement, la présence ou pas d'un refroidissement externe, une recharge rapide pourra durer entre 5 et 45 minutes.

( Les 5 minutes sont obtenues avec une excellente batterie possédant un très bon SOH , compatible avec un régime 4 C, et branchée sur une borne de 250 W ).

Il est donc extrêmement important de vérifier le « curriculum vitae » de la batterie avant de signer pour un achat...

Sachant que le prix sera en rapport avec les spécifications de la batterie*.

*( Un prix alléchant peut être associé à une batterie dont les spécifications sont bas de gamme... )

Si on ne peut pas avoir l'autonomie idéale, au moins essayons d'avoir la charge la plus rapide possible.

( D'où l'intérêt de bien lire les spécifications...)

Cette course à la performance des batteries peut être une incitation à différer un achat éventuel, sachant que la prochaine version du modèle convoité sera équipée d'une batterie permettant une meilleure autonomie, une puissance plus élevée, un temps de recharge plus court, et parfois un prix inférieur !

( Les média qui parlent un peu d'automobile électrique se focalisent sur ce problème d'autonomie et donc de batterie. Et chacun d'annoncer la sortie prochaine ( ? ) d'une nouvelle batterie qui résoudra tous les problèmes et coûtera moins cher.

A force de parler de la merveilleuse batterie que nous aurons en 2030, on oublie un peu que les voitures commercialisées aujourd'hui sont équipées de batteries d'aujourd'hui qui font ce qu'elles peuvent avec les technologies existantes ).

L'avenir de la voiture électrique n'est pas écrit dans le marbre. Il dépendra de la manière dont seront résolus, ou pas, les problèmes d'autonomie, de charge rapide, et de coût.

Batteries de voitures électriques, la course aux 150 kWh.

29 Janvier 2025

Dans la course au saint Graal de l'autonomie de la voiture électrique, le poteau d'arrivée est en vue. Mais, comme il disait : « notre route est droite, mais la pente est forte... ».

Le challenge est simpliste ( niveau cours élémentaire ) :

Une voiture électrique de bon aloi consomme 20 kWh aux cent km.

( Dans des conditions normales sur autoroute )

Pour parcourir 700 km ( Autonomie classique d'une thermique ) il faut donc 140 kWh.

Pour accomplir cet « exploit » il faut donc embarquer une batterie de 150 kWh en comptant les petites marges.

Mais l'autonomie « roulante » ne suffit pas, il faut aussi ne pas perdre des plombes à la station de recharge pour refaire le plein, alors que les thermiques n'y passent que cinq ou dix minutes.

Pour égaler les performances d'une thermique en temps passé à la pompe pour faire le plein, il faut donc ne pas dépasser dix minutes pour remplir la batterie.

Pour embarquer 140 kWh en dix minutes il faut une puissance électrique continue de 850 kW.

Ces valeurs, incontestables, sauf à inventer une nouvelle mathématique ou changer les données du problème*, sont inscrites sur le poteau d'arrivée de notre fameux chemin pentu.

*( Beaucoup s'y sont essayés, tâchant de démontrer qu'une autonomie de 700 km ne servait à rien, que faire du 130 sur l'autoroute était inutile et ringard, que passer une heure à la pompe c'était positif pour casser la croûte et faire pisser mirza...

D'autres encore, souvent les mêmes, ont essayé de tordre les conditions de mesures pour afficher des autonomies fantaisistes ( Genre CLTC, un peu chinois...) avec des batteries de 50 kWh, mais sans réussir à nous faire prendre des vessies pour des lanternes.).

Car les mathématiques ne se laissent pas violer si facilement, les chiffres du challenge sont toujours solides et constituent un « must », au moins commercial, qu'il faut pouvoir afficher afin de montrer son savoir-faire, prendre rang parmi de top10 des fabricants de batteries, et tenir la dragée haute aux candidats concurrents.

( Exercice pour lequel les chinois sont experts...)

Certains ont bien toussé un peu devant la perspective de bornes de 850 kW, quelque peu surréalistes, mais l'enthousiasme des services de marketing l'a emporté....Après tout, il en faudra bien plus lorsqu'il s'agira d'électrifier les camions...

Ces batteries de 150 kWh seront bien utiles pour vendre beaucoup d'autos de haut de gamme à 70 ou

80 000 euros car ce sont elles qui feront la marge de l'entreprise, permettant de se battre sur les prix du moyen de gamme.

Mais pour atteindre le sommet des 150 kWh, il faut d'abord passer par le palier des 100 kWh.

Il est « facile » de fabriquer une batterie de 100 kWh, il suffit d'ajouter des éléments. 

Mais le problème est que, pour une batterie de voiture, il faut aussi augmenter le courant sous peine de passer des heures à la recharger, et il faut aussi conserver un poids acceptable.

Aujourd'hui, avec les batteries « classiques » de 50 kWh, un régime de charge 2C suffit aux besoins d'une recharge 10%-80% en vingt minutes sur une borne semi-rapide de 100 kW .

A condition que la batterie supporte d'encaisser 100 kW sans chauffer exagérément...

Mais une batterie de 100 kWh rechargeable en dix minutes réclame un régime de charge de 6C voire plus, ce qui est une autre paire de manches.

Il s'agit là d'une technologie différente, qui n'est pas une « simple » extrapolation de la technologie des 50 kWh actuels.

( D'autant plus qu'une batterie de 50 kWh pèse déjà 300 kg, et qu'il n'est pas question de doubler ce poids pour passer à 100 kWh...)

Quelques modèles de VEB sont déjà proposés sur le marché avec des batteries de 100 kWh revendiquant le régime de charge 5C , qui permet de récupérer 70 kWh en 12 minutes, à conditions de trouver une borne capable de délivrer une puissance continue de 350 kW, et que la batterie en question supporte le régime 5C jusqu'à 80% de charge.

( Ces conditions constituent deux des marches à franchir pour passer de 50 kWh à 100 kWh. Il en reste quelques autres sur lesquelles s'acharnent tous les centres d'études spécialisés ).

On commence à voir quelques modèles qui revendiquent ces performances, mais leur prix est en rapport, de l'ordre de 80 000 euros quand même, le prix de la batterie représentant une partie importante...

Quant aux batteries de 150 kWh, on les attend toujours, des annonces sont faites ici et là.

Pour ces oiseaux rares, le régime de charge sera de 5 ou 6 C, qui permettra de charger à 80% en dix minutes, à condition de trouver une borne de 700 kW , et à condition de supporter le régime 6C jusqu'aux 80%.

( Deux autres marches supplémentaires à gravir...)

Pour fournir 700 kW de puissance en 400V, il faudrait un courant de 1 800 A , ce qui est au-delà du raisonnable ( Le câble de charge poserait des problèmes ) ; il sera nécessaire de passer en 800 Volts, ce qui posera un problème de compatibilité avec le réseau de recharge 400 V.

( Il faudra imaginer des bornes capables de s'adapter à la demande de 400V ou 800 V...)

Nous touchons là un domaine stratosphérique, tant au niveau de la voiture qu'au niveau des bornes de 700 kW dont on peut se demander si c'est bien raisonnable.

Partis au départ d'une batterie de 30 kWh chargée à domicile sur un « petit » compteur domestique, nous voici donc en route vers des bornes routières de quasiment 1 MW, pour charger des batteries de 150 kWh en 800 V, tout çà pour avoir une autonomie de 700 km.

Il est clair que l'on ne parle pas de la même voiture.

Le marché lui-même est donc en train de nous démontrer que là où une seule voiture thermique pouvait servir à tous les usages, en électrique il en faudra deux.

Le parc français de VP compte 39 Millions de véhicules particuliers pour 30 Millions de ménages, soit une moyenne de 1,3 VP par ménage.

Les ménages possédant deux voitures sont donc très minoritaires. Et ceci ne va pas changer demain matin sur ordre de la Commission de Bruxelles.

Donc, petit problème : Quelle type de voiture électrique acheter ?

Cette question ne se pose évidemment que pour les acheteurs de voitures neuves, les « autres » ne disposant que d'un budget qui est orienté vers le marché de l'occasion, encore essentiellement thermique.

( Rappelons que les voitures électriques ne représentent encore que 2,5% du parc de VP roulants en France ).

Pour ces 1,7 Millions d'acheteurs de voitures neuves en 2024, 17% seulement ont choisi l'électrique, alors que 33% ont préféré la ceinture et les bretelles en optant pour l'hybride.

Les autres 50% sont demeurés fidèles au thermique.

83 % des acheteurs ont ainsi manifesté leur désir de garder un moteur thermique à bord...

Parmi les 17% qui ont choisi une voiture électrique pure, certains l'ont achetée comme second véhicule, dans une proportion qui n'est pas précisée dans les statistiques.

Ce faible engouement pour la chose électrique n'est en aucun cas un signe de désamour ; il doit être analysé dans le contexte présent, qui est celui d'une application nouvelle encore dans sa phase de mise au point, confrontée à un milieu lui-même en phase d'adaptation, et dans un contexte de prix très évolutifs concernant les véhicules, le carburant électrique utilisé, et la taxation de ce carburant.

Les mesures de dissuasion envers le thermique et d'incitation à passer à l'électrique ne sont pas encore efficaces :

L'arrêt de la commercialisation des véhicules neufs thermiques en 2035 est significatives pour les constructeurs, mais ne touche pas encore les utilisateurs, qui peuvent continuer à acheter en 2025 des voitures thermiques neuves qui ne seront même pas touchées par la réglementation ZFE.

D'autre part la voiture électrique demeure plombée par son autonomie encore très problématique, même avec les batteries de 50 kWh, et surtout très variable selon les conditions d'utilisation.

Cet « inconvénient », inacceptable sur un véhicule dont le prix est notablement supérieur à son équivalent thermique, rend hasardeux tout projet de déplacement long sur autoroute et nécessite une préparation d'itinéraire et de bornes de rechargement qui relèvent d'un autre âge...

Que les usagers préfèrent le thermique n'a donc rien d'étonnant. Et il en sera ainsi tant que les défauts de jeunesse de l'électrique n'auront pas été corrigés, et tant qu'il restera du pétrole dans les cuves...

Notons au passage que l'enthousiasme pour la lutte contre les émissions de CO2 ne s'est pas manifestée ici...La fibre écologique n'a pas beaucoup vibré.

Quelles que soient les péripéties qui émailleront le lancement de la voiture électrique, il faudra au moins trente ans pour électrifier l'ensemble du parc français de 40 millions de véhicules, dans le meilleur des cas...Ce qui nous amène au-delà de 2055.

Donc il n'y a pas le feu au lac, nous avons trois décennies pour remplacer le pétrole par l'électricité, ne gâchons pas ce noble but par une précipitation de mauvais aloi.

Ne soyons pas comme l'enfant qui se précipite sur son jouet de Noël, mais qui n'a pas les piles pour le faire marcher...

La voiture électrique à la recherche de son autonomie...

15 Janvier 2025

Après une première phase de dix ans de lancement et de test du marché, la voiture électrique à batterie (VEB) entre dans la deuxième phase de sa commercialisation.

La première phase a permis d'engranger les données d'un REX ( Retour d'Expérience ) concernant à la fois l'aspect technologique et l'aspect adaptation du « biotope » à l'intrusion de ce nouvel animal qui respire de l'électricité à la place du pétrole.

La première information remontée du REX est le manque d'enthousiasme de la clientèle pour s'approprier ces nouvelles voitures, dont la part dans le parc mondial roulant ne dépasse pas 2,5% malgré une décennie de promotion volontariste.

( Voir notre article du 13 Décembre 2024 ).

L'interprétation conservative attribue cette « pause » aux conditions économiques ambiantes défavorables ; « situation qui ne saurait durer grâce aux correctifs que les économistes ne manqueront pas d'apporter aux différents plans de développement, etc... »

L'interprétation réaliste examine attentivement le REX pour tâcher d'identifier les deux ou trois points qui pourraient constituer un frein à l'enthousiasme des potentiels clients, et qu'il faudrait tâcher de corriger afin de redresser la courbe des ventes.

Parmi les points critiques on trouve l'autonomie de ces nouvelles autos, à la fois nativement trop faible, et surtout très dépendante des conditions de conduite ; défauts aggravés par des temps de recharge eux-mêmes variables en fonction de divers paramètres dépendant de facteurs ésotériques comme la température de la batterie, son état de charge ( SOC), son état de santé ( SOH), son état d'usure ( Cyclage ), son régime de charge spécifié par le fabricant, toutes choses parfaitement étrangères au conducteur, qui ne peut que subir les conditions de charge imposées par le BMS, et/ou par la borne de charge elle-même.

( Les « conseils » prodigués dans les manuels d'utilisation tentent de rassurer l'utilisateur, mais bien souvent c'est le résultat inverse qui est obtenu...).

Le deuxième point critique est le prix de la voiture électrique, très dépendant des subventions du moment, et de la politique commerciale des réseaux, en sorte que l'achat d'une telle auto peut être une bonne affaire, ou une tringle à rideaux. 

L'autonomie du véhicule est déterminée par la quantité d'énergie disponible ( Capacité utile de la batterie ) et la consommation d'énergie de la voiture.

La consommation d'une voiture électrique moyenne de bonne facture se situe autour de 22 kWh aux cent km sur autoroute à 130 km/h, dans les mêmes conditions de conduite qu'une voiture thermique classique.

( Cette valeur peut varier entre 20 et 24 kWh voire plus sur autoroute selon les modèles, le profil de route, le vent, et le chargement...et tomber à 12 ou 13 kWh/100km à faible vitesse et récupération d'énergie au freinage ).

Pour avoir une autonomie de 700 km sur autoroute ( La même que celle d'une thermique de bon aloi ) il faut donc disposer d'une réserve utile d'énergie de 150kWh environ, qui correspond à une batterie de 160 à 170 kWh (valeur nominale dont il faut retirer 10 à 20 kWh pour avoir la charge utile).

Nous en sommes encore très loin...

Aujourd'hui les voitures électriques commercialisées dans le milieu de gamme sont équipées de batteries dont la capacité nominale est de 50 kWh environ, pour une capacité « utile » de 45 kWh dans le meilleur des cas.

( Vu le prix des batteries, c'est le mieux que l'on puisse faire pour garder un prix acceptable de la voiture...)

L'autonomie est donc limitée à environ 200 km sur autoroute à 130 km/h.

Ce qui est évidemment inacceptable pour le client qui souhaiterait retrouver une autonomie comparable à celle à laquelle il est habitué, sans avoir à réduire drastiquement sa vitesse.

Il « suffirait » donc de monter une batterie de 160 à 170 kWh ( valeur nominale ) pour retrouver une autonomie comparable à celle du thermique.

Mais, dans la technologie d'aujourd'hui, une telle batterie conduirait à un poids et un coût totalement inacceptables pour la classe de véhicules considérée.

Il s'agit donc d'une impasse technologique qui doit être surmontée sous peine de devoir reconsidérer les perspectives de parts de marché, et donc les plans de développement industriel.

( Certes, il existe quelques modèles équipés de batteries de 150 kWh ( NIO, en techno semi-solide, et d'autres...), mais dont le prix n'est pas compatible avec le budget d'une thermique de moyenne gamme.

Ces modèles de foire ont le mérite de démontrer qu'il faut bien 150 kWh pour égaler l'autonomie d'une thermique ).

Quelles sont les perspectives d'amélioration dans ce domaine des batteries de voiture ?

On sait faire des batteries de capacité très élevée, largement supérieure aux « pauvres » 150 kWh demandés pour la voiture électrique.

Mais ces batteries, utilisées à poste fixe dans diverses applications de stockage et en particulier pour les énergies renouvelables, sont réalisées dans des technologies qui ne conviennent pas à l'application sur véhicules, notamment concernant la capacité spécifique ( kWh par kg de poids ) pour laquelle la voiture est très exigeante.

( Les batteries actuelles de 50 kWh entraînent déjà un surpoids de plusieurs centaines de kg ! )

Le cahier des charges pour la batterie auto est également très exigeant sur d'autres paramètres comme le courant max pour la recharge rapide*, la gamme de température, le cyclage, la profondeur de charge et de décharge, la fiabilité, et bien sûr la sécurité.

Les recherches pour améliorer la capacité spécifique se font dans le cadre de ce cahier des charges très sévère, et en tenant compte de la faisabilité industrielle, des coûts de fabrication, de la disponibilité des matériaux, des possibilités de recyclage, de l'empreinte carbone, toutes choses qui sont exigées dans le cadre de la transition énergétique.

*( Pour recharger en 20 minutes une batterie de 150 kWh, il faudrait un régime de charge supérieur à 5 ou 6C, contre 2C pour les batteries actuelles...).

Le passage éventuel de 50 kWh à 150 kWh introduirait une difficulté supplémentaire, qui est l'approvisionnement des matériaux plus ou moins exotiques nécessaires pour produire ces batteries.

Pour toutes ces raisons, et d'autres qui nous échappent encore, le passage à 150 kWh pour les gammes moyennes qui font les quantités, n'est pas pour demain matin.

On peut en déduire que la prochaine décennie sera riche en nouveaux concepts de batteries, permettant de proposer des modèles de voitures à autonomie augmentée, le saint Graal des 150kWh restant l'objectif à atteindre sans perdre de vue le cahier des charges toujours aussi sévère.

Tout cela fait hélas de la voiture électrique actuelle un objet perfectible, donc peu attractif pour le client potentiel peu soucieux d'acquérir une auto qu'il aura du mal à revendre sur un marché de l'occasion devenu morose, d'autant plus que le prix des modèles neufs aura baissé par le « jeu » normal des quantité produites.

( La durée de vie des batteries au Lithium actuelles est estimée à une dizaine d'années, dans les meilleures conditions d'utilisation. Son remplacement sera très difficile et très onéreux dans dix ans eu égard à l'évolution très rapide de la technologie dans ce domaine, ce qui rend problématique la survie de la voiture électrique sur le marché de l'occasion...).

Nous avons donc d'une part des voitures « vendables » mais d'autonomie limitée à # 200 km sur autoroute, et d'autre part des voitures dont l'autonomie égale celle des thermiques, mais beaucoup trop chères pour le marché de volume visé par le marketing.

Or le remplacement des voitures thermiques par des électriques doit concerner au moins 80% du parc mondial pour être efficace dans la réduction des émissions de CO2. Il s'agit donc de faire des produits de très grande diffusion...Et surtout produire beaucoup d'électricité décarbonée .

La raison conduit alors à envisager deux types de voitures électriques :

L'une dédiée aux déplacements locaux de 100 à 200 km par jour, et l'autre pour les déplacements au long cours pour lesquels une grande autonomie est souhaitable.

Mais il sera difficile d'expliquer au consommateur qu'il lui faudra désormais acheter deux voitures ( dont une à un prix exorbitant ) pour obtenir les services que lui rendait sa voiture thermique jusqu'à présent.

Il existe donc un problème réel dont la solution n'apparaît pas aujourd'hui.

Pour les constructeurs, et dans l'état actuel de la technologie des batteries, il paraît raisonnable de choisir la solution « vendable », c'est-à-dire équipée d'une batterie de 50 kWh procurant une autonomie d'environ 300 km hors trajets autoroutiers, et compatible avec la recharge au domicile ou sur les bornes de 22 kW, et sur les bornes rapides de 100 kW pour les trajets autoroutiers pour lesquels il faudra accepter de recharger tous les 200 km.

Ce compromis permettra de converger vers un prix de vente acceptable, tout en sachant que c'est une solution que les clients auront du mal à digérer...

Reste à convaincre les clients du bien-fondé de ce choix...

( Nous ne croyons pas à l'efficacité de la méthode « à la hussarde » choisie par Bruxelles, les constructeurs non plus apparemment...)

La meilleure façon de faire accepter la perte d'autonomie est de procurer aux usagers des moyens de recharge des batteries à la fois nombreux, et faciles d'accès, avec un moyen de paiement uniformisé, des emplacements sécurisés pour des recharges nocturnes hors du domicile, une obligation d'équiper toutes les places de parking publics et privés d'une borne de charge, un tarif de l'électricité attractif, etc. On peut rêver...

( Cette histoire de réseau de recharge avec de l'électricité décarbonée rappelle étrangement le problème des énergies intermittentes : Les éoliennes et les panneaux solaires ont été construits à tour de bras, mais on a « oublié » de construire les installations de compensation de l'intermittence...On voit le résultat aujourd'hui ).

Compte tenu de toutes ces données contradictoires, les constructeurs sont devant la voiture électrique « comme une poule qui aurait trouvé un couteau », c'est-à-dire dans l'expectative la plus totale.

Le dilemme est simple :

Fabriquer des voitures au prix du marché, mais qui seront boudées par les clients recherchant une autonomie importante, ou fabriquer des voitures qui plaisent à tout le monde mais qui seront trop onéreuses pour être achetées par la clientèle visée.

Certains constructeurs, refusant de rester le c... entre deux chaises, tenteront une sortie du côté des carburants synthétiques en proposant des véhicules hybrides rechargeables, voire même uniquement thermiques, tout dépendra de la disponibilité et du prix des nouveaux carburants, et de la réglementation de Bruxelles pour ce qui concerne l'Europe, sachant que le reste du monde ne suivra pas forcément Bruxelles....

Le futur marché de la voiture électrique se présente ainsi comme un souk oriental où le candidat fabricant d'autos devra faire son choix entre une multitude de solutions, sans très bien savoir ce que voudra acheter le client final, et ce qui aura la bénédiction de Bruxelles pour ce qui concerne l'Europe.

Ce « marché aux puces » risque de coûter très cher à ceux qui auront fait le mauvais choix...

Le rendement des batteries au Lithium, la face cachée du VEB.

3 Janvier 2025

Il est aujourd'hui de notoriété publique que les performances d'une auto électrique ne valent que ce que vaut sa batterie.

C'est elle qui décide de la puissance et de l'énergie, du temps pendant lequel elles sont disponibles, de l'autonomie du carrosse, du temps passé aux bornes de recharge, et de la fiabilité du système si certaines règles ne sont pas respectées.

Quasiment tous les moteurs utilisés dans les voitures électriques ont des rendements énergétiques supérieurs à 95% lorsqu'ils sont utilisés dans leur zone de couple optimal, ce qui a fait leur réputation à juste raison lorsqu'on les compare aux moteurs thermiques dont le rendement est nettement plus faible, de l'ordre de 20 à 40 %, et très variable selon le régime et la charge.

Energétiquement parlant, l'intérêt de la voiture électrique est donc incontestable.

( A condition toutefois que l'électricité utilisée soit décarbonée, ce qui n'est pas le moindre des problèmes, mais ce n'est pas notre propos aujourd'hui...).

Ce rendement supérieur à 95%, bien souvent cité dans la presse promotionnelle, doit cependant être revu à la baisse si l'on considère l'ensemble de la voiture*, car le moteur n'est pas le seul à contribuer au rendement global.

* ( « From grid to wheel » en bon franglais )

En partant du réseau de distribution électrique, la chaîne énergétique comprend sept éléments qui, chacun, contribue aux pertes énergétiques globales :

- Le chargeur de batterie.

- La batterie elle-même.

- L'onduleur, qui transforme la tension continue fixe de la batterie en une tension de fréquence et d'amplitude variables pour le moteur ( moteurs synchrones ).

- Le moteur électrique lui-même.

- Les organes de transmission de la force motrice aux roues.

- La transmission de la force motrice des pneus au sol.

- Les auxiliaires électriques qui prélèvent leur besoin énergétiques sur la batterie :

( Refroidissement du moteur, de la batterie et de l'onduleur, Climatisation de l'habitacle, éclairage, alimentations des auxiliaires: direction électrique, électronique de bord, etc.).

En sorte que le rendement énergétique global de cet ensemble est plus proche de 75% que des 95% affichés pour le seul moteur...*

Ce qui se vérifie sur les consommations respectives des deux types de voitures :

Là où une thermique consommera 6 L/100 km, une électrique équivalente consommera 20 kWh/ 100 km, soit l'équivalent de 2 L/100km, ce qui nous donne bien un rapport de 3 pour les rendements.

( 25% pour le thermique, et 75 % pour l'électrique ). Valeurs moyennes bien entendu...

*( Voir notamment :

https://www.fueleconomy.gov/feg/evtech.shtml )

75% de rendement énergétique, c'est un résultat remarquable par rapport aux 25% du thermique.

Mais c'est encore trop, car la chaleur est beaucoup plus difficile à évacuer sur une voiture électrique que sur une thermique, et surtout la quantité limitée d'énergie disponible dans la batterie impose de l'utiliser avec parcimonie.

La batterie est le siège de pertes énergétiques dues pour partie à l'effet Joule et pour une autre partie aux réactions chimiques liées à la circulation des ions Lithium, ces pertes évoluant de façon non linéaire en fonction du courant et de la température, et selon la technologie des électrodes et de la membrane échangeuse. Elles augmentent avec le temps et l'usage.

La plage de température « de confort » pour une batterie au Lithium actuelle est comprise entre + 15°C et + 35°C, ce qui est évidemment extrêmement réduit pour un composant qui doit gérer rapidement des flux d'énergie de plusieurs dizaines de kWh , et qui doit fonctionner de manière fiable dans une gamme de température extérieure de – 10°C à + 80°C .

C'est la gamme de température ambiante standard imposée à tous les composants électroniques d'une automobile, depuis l'autoradio jusqu'au MMS ( Motor Management System ) en passant par le BMS, le gestionnaire de communication, l'écran, et bien sûr la batterie.

Cette gamme fait référence aux températures de l'atmosphère hivernale ou estivale qu'une voiture peut avoir à supporter notamment en stationnement.

Or les batteries Lithium-ion actuelles supportent très mal des températures inférieures à 0°C ou supérieures à +60 °C, qui sont bien au-delà de la « température de confort ».

Ses caractéristiques sont alors fortement dégradées, parfois définitivement.

Au-dessus de +70°C un emballement thermique destructeur peut se produire si une procédure de sécurité n'est pas enclenchée par le BMS.

En-dessous de 0 °C les réactions chimiques sont très ralenties, entraînant une grosse perte d'efficacité.

En fonctionnement « normal » la gamme de température dépassera la gamme de confort, et selon le dépassement, le BMS imposera des limitations.

En hiver, un système de réchauffage devra éventuellement être mis en œuvre pour porter la température de batterie à au moins +5 à +10°C avant de rouler normalement ou de recharger la batterie.

En fonctionnement normal un système de refroidissement devra limiter la température à environ + 40 ou +50°C. Au delà, le risque d'emballement thermique menace.

La surveillance de la température de batterie est confiée au BMS, qui prend toute initiative nécessaire en cas d'anomalie.

Pour les technologies actuelles des batteries au Lithium de types LFP ou NMC, on estime que les pertes « aller-retour *» sont d'environ 10% de la charge nominale.

*( Une charge 10% - 80% suivie d'une décharge, au régime 1C ).

Si la batterie est déjà « chaude » en arrivant à la borne de charge, sa température va augmenter sous l'effet de la puissance dissipée par le courant de charge, et la valeur critique sera vite atteinte, obligeant le BMS à réduire le courant de charge, et donc à augmenter le temps de charge, ce qui est contraire au but recherché !

Le rendement de la batterie est donc un paramètre de la plus haute importance si l'on cherche à utiliser la charge rapide pour réduire le temps passé à la borne.

Voir :

https://tritekbattery.com/fr/lithium-ion-cell-knowledge-comprehensive-explanation/

Pour une batterie de 100 kWh*, le régime de charge 1C correspond théoriquement à une charge de 10% à 80% en 40 minutes sur une borne de 100 kW.

C'est du moins ce que dit la théorie...

*( 100 kWh est désormais la valeur visée sur les modèles de milieu de gamme, pour avoir une autonomie acceptable...).

En pratique, la puissance délivrée par la borne est ajustée automatiquement en fonction des informations que communique le BMS ( Battery Management System ) de la voiture concernant la température de la batterie, sont état se santé ( SOH), son état de charge ( SOC ), son système de refroidissement s'il y en a un et s'il est, ou pas, mis en service.

Selon les informations échangées entre la borne de charge et la voiture, la borne délivrera un courant de charge plus ou moins élevé, ce qui conduit à un temps de recharge plus ou moins allongé par rapport au temps théoriquement espéré...

La durée pratique de la recharge peut ainsi éventuellement être allongée selon l'état de la batterie, et sa température...La recharge peut même être refusée si la batterie est jugée ( par le BMS ) hors des limites de température acceptable.

La batterie, surtout à l'arrêt à une borne de charge rapide, va chauffer pendant la charge, et si l'arrêt a été précédé d'un parcours à vitesse soutenue ( ce qui est en général le cas sur autoroute...) , sa température interne est déjà à une valeur élevée, entraînant une baisse automatique du courant de charge, et donc un allongement du temps de charge, voire même un arrêt prématuré avant la fin de la charge.

A l'inverse, la charge peut être refusée si la température de batterie est trop basse, ce qui peut se produire en Hiver si la voiture a stationné dehors...un système de réchauffement de batterie doit donc être prévu pour se tirer de ce mauvais pas.

(Eviter de laisser une voiture électrique stationner dehors en hiver par –10°C avec une batterie déchargée. Un remorquage sera nécessaire pour atteindre un point de charge ).

Le procédé de climatisation de la batterie est donc un système essentiel qui a pour tâche de maintenir la température de chaque cellule à l'intérieur des limites définies par le constructeur.

Ce procédé est plus ou moins sophistiqué selon la qualité de la voiture. Il peut être statique, ou par circulation forcée d'air, d'eau ou d'huile, éventuellement couplé avec le système de refroidissement du bloc moteur-onduleur, et/ou du système de climatisation de l'habitacle..

( Ce système de climatisation de la batterie est ainsi ( doit être ainsi ) le garant de la sécurité de la batterie, et donc de la voiture et de ses occupants...).

Le courant max de charge ( ou de décharge ) admissible dans la batterie est une caractéristique essentielle, et ceci pour deux raisons :

- La première est que le courant de décharge maximum admissible définit la puissance max de la voiture, puisque celle-ci est égale au produit du courant max par la tension de batterie.

( Inutile de monter un moteur de 200 CV derrière une batterie de 50 kWh dont le courant max est limité au régime 2C car elle ne peut fournir plus de 135 CV ! ).

- La deuxième raison est que le courant max de batterie définit également les possibilités de recharger la batterie sur des bornes rapides, ou pas.

Les conditions de courant max sont exprimées par rapport à la capacité C de la batterie.

Le régime 1C correspond au courant qui permet de charger (ou décharger) une batterie de capacité C en une heure.

C'est le régime qui permet à une batterie de 50 kWh de délivrer une puissance de 50 kW (70 CV )pendant une heure.

( Nettement moins en pratique car la charge d'une telle batterie à une borne de charge publique est en principe limitée à 80% du maximum...Le régime de « full charge », s'il autorisé par la borne,est alors effectué à faible courant).

En usage routier, le courant soutiré à la batterie est généralement raisonnable, et dépasse rarement le régime 1C, sauf pour de courtes périodes nécessitant toute la puissance du moteur ( dépassements sur autoroute par exemple, ou monter un col... ).

(Le régime moyen de fonctionnement est plutôt autour de 0,25 C, pour avoir une autonomie d'au moins deux à trois heures pour une décharge de la batterie de 80% à 10%).

En régime de charge par contre, des valeurs importantes de courant sont atteintes au cours d'une charge rapide qui sollicite le régime 2C, voire 3C ou plus selon les spécifications du constructeur.

C'est donc au cours de la recharge sur borne rapide que la batterie supporte le régime le plus élevé.

Les batteries Lithium-ion de 50 kWh qui équipent de nombreuses voitures électriques actuelles sont généralement spécifiées pour un régime de charge-décharge maximum de 2C, qui leur donne accès aux bornes de recharge de 100 kW, afin d'obtenir une charge dite « rapide ».

( Et accessoirement, d'afficher au catalogue une puissance max de 150 CV...).

Mais la tendance actuelle est de monter des batteries de 100 kWh afin de disposer d'une autonomie décente pour une utilisation sur autoroute.

Ces batteries sont en principe spécifiées pour accepter le régime de charge 3C afin de pouvoir accéder dignement aux bornes « super rapides » de 350 kW.

( Leur prix est en rapport avec ces performances …).

Si la batterie est de bonne qualité et se présente avec une température inférieure à 30 °C, elle peut alors obtenir une charge de 10% à 80% en 30 minutes environ.

( Une batterie de 100 kWh, spécifiée compatible avec le régime de décharge 3C, permet d'afficher une puissance max de 400 CV , à condition de lui adjoindre un moteur capable d'utiliser une telle puissance...rarement utilisée en pratique, mais très vendeur pour le haut de gamme ).

Le saint Graal de la recharge en dix minutes nécessite des technologies de batteries qui acceptent des régimes de charge-décharge très supérieurs, des technologies à très haut rendement pour éviter les surchauffes dues aux pertes Joules et chimiques, et des courants très élevés qui conduisent à passer aux technologies 800 V. C'est une autre gamme de voitures...et de prix...

Il découle de ces considérations quelque peu absconses, mais nécessaires, que le marché de la voiture électrique se gagnera en grande partie sur le secteur des batteries.

Jusqu'à présent la capacité de cette batterie a focalisé l'attention du secteur à cause de son lien direct avec l'autonomie du véhicule ( et de son coût ).

( On commence cependant à trouver, dans la presse spécialisée, des remarques concernant le problème de la température de batterie en rapport avec le courant de charge admissible aux bornes de recharge. Encore un loup qui ne rassurera pas les futurs acheteurs déjà inquiets au sujet d'une autonomie plutôt fantaisiste...).

Mais lorsque ce problème sera surmonté ( par des capacités de l'ordre de 150 kWh dans des technologies moins coûteuses ), l'intérêt devra se porter sur les autres paramètres de cette batterie :

- Rendement énergétique.

- Gamme de température.

- Maîtrise du risque d'emballement thermique.

- Système de refroidissement.

- Comportement aux basses et hautes températures.

- Système de réchauffage.

- Courant max admissible, et sous quelles conditions.

- Pré-conditionnement thermique avant charge rapide.

- Compatibilité, ou pas, avec la charge rapide ( 2C, 3C, …).

- Cyclage indicatif en fonction des modes de charge ( vieillissement ).

- Et bien sûr mode de compatibilité avec les applications V to G ( Véhicle to Grid ) qui deviendront la norme dans un avenir proche de généralisation du réseau intelligent ).

- Et conformité, ou pas, avec les dernières normes de sécurité en matière de lutte contre les incendies de batterie, notamment les trappes d'accès pompiers pour l'injection d'eau.

- Spécifications du BMS en matière de fonctionnalités, de détection des anomalies, de dialogue avec les bornes de charge et/ou les installations domotiques de gestion de l'énergie, mémorisation des datas, historique des opérations, etc.

Si la mise au point de la motorisation électrique a pu atteindre rapidement un stade technologique satisfaisant, la batterie demeure un composant encore « perfectible » dont les « faiblesses » sont à coup sûr un frein à l'expansion du marché hors d'un secteur favorisé.

Les résultats des recherches actuelles sur les nouvelles formules électrochimiques de batteries, sur les électrodes, sur les membranes séparatrices, et sur les coûts de fabrication, seront décisifs pour le futur marché, notamment sur les possibilités d'étendre ce concept à l'ensemble du parc automobile de la Planète, ou bien s'il devra cohabiter avec d'autres solutions telles que l'hybride rechargeable, voire même le thermique utilisant des biocarburants ou des carburants de synthèse.

L'Histoire du véhicule électrique est donc encore très loin d'être écrite...

La voiture électrique, pas si simple mon cher Watson...

1er Décembre 2024

Notre société industrielle s'est développée durant les deux derniers siècles sur la base du machinisme fondé sur l'utilisation de l'énergie fossile sous les trois espèces charbon, pétrole, et gaz naturel.

Longtemps l'électricité n'a été dans ce monde qu'un sous-produit des énergies fossiles, avec une part minoritaire d'hydroélectricité et plus récemment d'électronucléaire.

Ce monde industriel au sens large est ainsi devenu un biotope maintenu en vie pour l'essentiel par les combustibles fossiles.

Pour des raisons que tout le monde connaît, il est devenu urgent de renoncer à ces sources fossiles d'énergie, sans pour autant renoncer à la société industrielle fondée sur le machinisme.

Il nous faut donc trouver d'autres sources d'énergie, si possible inépuisables pour ne pas refaire la même erreur.

es seules énergies inépuisables à l'échelle humaine sont l'énergie du rayonnement solaire et l'énergie interne du Globe.

On les utilise déjà depuis la nuit des temps, bien avant l'ère du machinisme.

( Sous forme de biomasse, de la force du vent, des courants des cours d'eau, de la force animale, de la géothermie, et plus récemment de la radioactivité de certains corps de la croûte terrestre .

A ces sources d'énergie interne déjà exploitées, certains ajoutent une nouvelle source possiblement exploitable, l'Hydrogène naturel, découverte récemment et dont l'intérêt reste à prouver en tant que flux continu...)

Il « suffit » donc de développer l'exploitation de ces sources naturelles décarbonées dans la perspective d'une production d'énergie à grande échelle.

Les procédés existent et sont exploités déjà depuis plusieurs dizaines d'années :

( Eolien, solaire thermique, solaire photovoltaïque, Biomasse, Aérothermie, Hydroélectrique, Géothermie, Electronucléaire, qui fournissent de la chaleur, de la force motrice, ou de l'électricité.

On peut même obtenir des carburants à partir de la biomasse ou par voie synthétique...

Tout cela existe et fonctionne de manière satisfaisante, il faut maintenant en pousser l'exploitation jusqu'au QSP, et c'est là que le bât blesse...

La quantité d'énergie consommée aujourd'hui dans le monde est colossale, et un rapide calcul montre que les énergies de remplacement des fossiles ne suffiront pas à satisfaire une telle demande.

La transition énergétique devra donc comporter deux volets :

- Le premier volet portera sur la réduction drastique de la consommation d'énergie par un vaste programme de réduction des « gaspillages » et par une rationalisation des usages.

La chasse au gaspillage d'énergie couvre tous les domaines d'activités, depuis l'isolation thermique des bâtiments jusqu'à la rationalisation des transports,, le covoiturage, le remplacement de la voiture par le vélo ou les transports en commun, les loisirs, le trafic sur internet, les « data-centers », la lutte contre l'obsolescence programmée, etc, etc.

Il ne s'agit pas seulement de remplacer des machines par d'autres plus efficaces, mais bien de changer aussi nos habitudes de vie.

- Le deuxième volet tient au fait que la plupart des procédés exploitant les énergies renouvelables fournissent de l'électricité ( Eolien, Solaire, Aérothermique, Nucléaire, Hydroélectrique, Géothermique de profondeur ).

De nombreuses « machines » utilisant des moteurs thermiques seront converties à l'électricité, avec l'avantage d'une amélioration du rendement dans un rapport deux ou trois.

Il va se soi que la mutation des machines thermiques vers l'électricité n'a de sens que si cette électricité est elle-même décarbonée .

Toutes les « machines » ne pourront pas être converties à l'électricité. Elles pourront alors utiliser des combustibles issus de la biomasse, ou des combustibles de synthèse.

Quid de la voiture électrique ?

Aujourd'hui, 64% de la production mondiale d'électricité est encore obtenue à partir des énergies fossiles.

L'urgence absolue est donc logiquement de remplacer ces 64% fossiles par des énergies renouvelables.

En effet, il n'y aurait aucun sens à convertir des applications « fossiles » vers une électricité produite à 64% par ces mêmes fossiles que l'on cherche précisément à écarter.

( L'énergie fossile « économisée » au niveau de la « machine » se retrouverait dépensée au niveau de la production et de l'acheminement de l'électricité vers cette machine. Les Shadoks ne faisaient pas autre chose...)

Par exemple l'électrification des voitures ne devrait être autorisée qu'avec la garantie de n'utiliser que de l'électricité décarbonée, ce qui n'est pas le cas aujourd'hui  puisqu'il n'existe qu'un seul réseau de distribution, qui ne différencie évidemment pas l'origine du courant transporté.

( Il existe cependant certaines stations de rechargement des batteries de VEB, qui dispensent une électricité produite par des panneaux solaires et/ou une ou deux éoliennes, l'énergie de réserve étant stockée dans des batteries ; mais il n'existe aucune norme pour ce « service » qui gagnerait pourtant à être largement subventionné. Affaire à suivre...).

Dans ce contexte, l'introduction de la voiture électrique n'est évidemment justifiée que dans les régions du monde disposant d'un biotope électrique prêt à les accueillir.

Ce biotope comprend, à minima un réseau électrique répondant aux quatre conditions suivantes :

1- Un maillage suffisamment fin pour couvrir l'ensemble du territoire envisagé par l'étude de marché.

2- Une puissance suffisante pour alimenter les bornes de recharge des batteries.

3- Un réseau de bornes de recharge.

4- Une production électrique très majoritairement décarbonée.

Le non respect de ces quatre conditions serait l'assurance d'un échec* préjudiciable au développement ultérieur de ce marché.

*( Echec au niveau de la baisse des émissions de CO2 ).

Il existe d'autres conditions complémentaires, presque aussi drastiques, notamment les conditions d'utilisation, la simplicité d'usage, et le coût global qui doivent être peu différents de l'ancien système thermique.

Aujourd'hui, les quatre conditions validant l'existence d'un biotope électrique ne sont respectées que dans quelques régions privilégiées, avec certaines restrictions concernant l'origine de l'électricité.

En Europe, la production d'électricité est décarbonée à 70%, contre 40% seulement pour le reste du monde ( Connaissancedesenergies.org ). Quel intérêt y aurait-il à pousser la voiture électrique dans des régions non préparées à l'accueillir ?

La généralisation de la voiture électrique au marché mondial de un Milliard de voitures est ainsi conditionnée par le développement du biotope capable de les accueillir.

Faute de quoi le marché du VEB restera une niche sans effet consistant sur la baisse des émissions de CO2 fossile.

( L'artifice qui consiste à fabriquer des voitures hybrides reporte le problème sur la disponibilité des carburants décarbonés, ce qui ne fait que compliquer les choses...)

Aujourd'hui nous vivons dans un biotope fossile.

Il sera aussi difficile d'en sortir que d'acclimater un poisson d'eau douce à l'eau de mer...

Les Constructeurs traditionnels de voitures thermiques commencent à réaliser qu'ils font eux-même partie du Biotope fossile, et qu'ils devront entreprendre une mutation pour s'adapter au nouveau biotope, qui correspond à une nouvelle culture.

Les nouveaux constructeurs, non « pollués » par le monde des fossiles, sont entrés d'emblée dans le nouveau biotope. Par exemple, Tesla a compris dès le départ qu'il était essentiel de proposer des bornes de recharge en même temps que des voitures. Ou encore BYD, fabricant de batteries, qui fabrique également des autos, pendant que les constructeurs européens en sont encore à considérer la batterie comme un composant que l'on peut sous-traiter, alors qu'elle est le cœur de la voiture électrique..

Une autre erreur à ne pas commettre serait de sous-estimer la quantité d'électricité nécessaire pour alimenter un parc automobile électriques :

En France par exemple, pour alimenter en électricité 40 Millions de voitures électriques sur la base de 12 000 km/an, à raison de 20 kWh/100km, il faudra la totalité de l'énergie produite par

8 réacteurs EPR.

Ou au choix 2 000 ( Deux mille ) éoliennes offshore de 12 MW , avec les moyens de stockage ou de production de compensation de l'intermittence des éoliennes .

( La dernière version du PPE prévoit bien une forte augmentation des besoins en électricité, mais

sans préciser de combien. Les projets d'augmentation de la production d'électricité décarbonée demeurent qualitatifs, voire même conditionnels …).

Aujourd'hui, à quelques exceptions près, le Monde n'est pas prêt à accueillir la voiture électrique avec quelques chances de succès dans la baisse des émissions de CO2.

On pourra certes vendre des voitures électriques, mais leurs batteries seront très probablement rechargées avec de l'électricité issue de centrales thermiques pour au moins la moitié d'entre elles.

( Déjà « certains » pays d'Europe doivent recourir à des centrales thermiques pour compenser l'intermittence de l'éolien et du solaire ; on imagine sans peine la situation quand les voitures électriques prévues au plan viendront biberonner un tel réseau.

La greffe de la voiture électrique sur le biotope fossile ne prendra que si le biotope existant est lui-même préparé à l'accueillir; Faute de quoi le résultat obtenu ne sera pas à la hauteur des espérances...