La voiture électrique piégée par sa batterie, sauvée par l'Hydrogène ?.
23 Septembre 2024
La voiture électrique à batterie ( VEB ) européenne est clairement en mauvaise posture. Son élément central, la batterie, semble lui échapper pour au moins trois raisons :
La première tient à la place prépondérante déjà occupée par la Chine qui contrôle au moins 60% du marché mondial.
La deuxième raison est que cette même Chine contrôle également la plupart des sources d'approvisionnement en matériaux rares nécessaires pour confectionner ces batteries.
La troisième raison, corollaire des deux premières, est que l'Europe ne dispose pas des capacités d'innovation nécessaires à la reconquête de ce marché.
( Assez curieusement, les constructeurs européens ont sous-estimé l'importance de la batterie dans une voiture électrique, et n'ont pas investi suffisamment dans la recherche et le développement sur cette technologie très exigeante ).
Dans l'état actuel de la technologie, la batterie représente en moyenne environ 40% du coût du VEB. Un constructeur qui ne contrôlerait pas la chaîne de fabrication de ce composant ne pourrait pas prendre une part significative du marché mondial, surtout s'il dépend de son concurrent pour se la procurer !
( Il ne suffit pas de produire des batteries à partir d'un savoir-faire acquit par l'achat de brevets étrangers, mais bien de dominer le sujet pour être dans le peloton de tête pour les innovations. L'époque du « me too product » est révolue ).
Fabriquer une voiture est un jeu d'enfant pour un constructeur d'automobiles chevronné.
Mais fabriquer une batterie de voiture électrique qui répond au très sévère cahier des charges automobile tout en étant suffisamment légère pour ne pas plomber le poids du véhicule, est une autre paire de manches.
Les technologies nécessaires pour tenter d'approcher l'objectif appartiennent au très haut niveau de l'électrochimie et doivent être mises en œuvre en très grandes séries pour réduire les coûts.
L'industrie Européenne de l'automobile a toujours tenu le haut du pavé pour la fabrication de moteurs thermiques performants et compétitifs ; mais lors du passage à l'électrique, la batterie a vu son importance sous-estimée et elle fut plutôt considérée comme un composant secondaire que l'on pourrait toujours se procurer auprès d'un fournisseur classique, comme des amortisseurs, des freins, des batteries au plomb 12 V, ou des déclencheurs d'airbags...
C'était une grave erreur, et cet aveuglement a laissé le champ libre à des concurrents qui n'ont pas les deux pieds dans le même sabot.
( la demande des usagers pour une autonomie comparable à celle des thermiques est encore considérée parfois comme un caprice d'enfant gâté...).
Pour faire bouger les lignes, l'Europe tente de susciter malgré tout une réaction par la réglementation, à travers le CRMA ( Critical Raw Meterials Act ) voté en Avril 2024.
Ce document se veut une feuille de route ( certains diront « un vœu pieux » ) fixant un quota d'extraction en Europe de matériaux rares, et une part de 40% de fabrication européenne du besoin en batteries.
S'il suffisait de fixer des objectifs pour les voir se réaliser, cela se saurait depuis longtemps*...
*( En Chine, peut-être..)
Lire :
Cet obstacle qu'est devenu la batterie au Lithium risque fort de devenir un caillou dans la botte de l'industrie Européenne de l'automobile si un remède efficace n'est pas trouvé rapidement.
Il paraît en effet difficile (!) de tenir une place importante sur le marché de la voiture électrique si l'on ne contrôle pas la filière batterie qui en est le composant le plus coûteux et le plus critique.
On peut alors être tenté de remplacer la grosse batterie par des bouteilles d'Hydrogène, l'électricité étant obtenue grâce à une pile à Hydrogène.
Ce procédé, déjà expérimenté ici et là avec un certain succès, présente l'avantage de résoudre les deux principaux problèmes de la batterie actuelle : L'autonomie et le temps de recharge, tout en conservant les avantages de l'électricité.
Mais c'est au prix d'autres problèmes, qui touchent cette fois le rendement énergétique, le réseau de distribution de cet Hydrogène, et le coût de la pile à combustible..
L'Hydrogène est déjà largement utilisé dans l'industrie et obtenu principalement à partir d'hydrocarbures fossiles. Il existe un réseau de distribution et de stockage.
Ce n'est évidemment pas celui-là que l'on va utiliser pour faire avancer nos voitures !!
Il nous faut un Hydrogène décarboné, c'est-à-dire ne devant rien aux fossiles.
Il sera obtenu par électrolyse de l'eau avec de l'électricité elle-même décarbonée. Ce procédé est déjà opérationnel dans le cadre du développement de la filière Hydrogène destinée à l'Industrie pour ses propres besoins, qui sont très importants.
Pour l'automobile, ou les transports routiers en général, cet Hydrogène sera retransformé en électricité dans la voiture grâce à une pile PEMFC ( Proton Exchange Membran Fuel Cell ).
Les deux opérations électrolyse, puis pile à Hydrogène, induisent des pertes énergétiques qui réduiront le rendement, et auront un impact important sur le prix de l'électricité finale.
C'est du moins le principe de la chose.
( Rappelons au passage qu'il existe des sources d'Hydrogène naturel dont l'existence est maintenant avérée, mais leur caractère de réserve et/ou de flux n'est pas encore établi, pas plus que les quantités disponibles et la distribution des sites. C'est cependant un espoir pour les prochaines décennies, et un encouragement pour la filière Hydrogène...).
Mais les piles à Hydrogène fonctionnent ( aujourd'hui ) grâce à un catalyseur à base de Platine dont la rareté, et donc le coût, interdisent son utilisation à très grande échelle.
Il est donc essentiel de trouver des solutions de remplacement de ce Platine, qui soient également efficaces et durables.
Notamment concernant la résistance du catalyseur à l 'empoisonnement lié au fonctionnement irrégulier par nature dans la voiture. Les recherches sont toujours en cours...
Que ce soit du côté de la batterie ou du côté de la pile à Hydrogène, les perspectives ne sont donc pas encore dégagées, et ne permettent pas d'envisager sereinement une généralisation de l'un ou l'autre des procédés au parc mondial de plus de un Milliard de véhicules, en augmentation constante.
Cependant, le mouvement se démontre en marchant. La recherche ne peut être soutenue que par un marché demandeur de l'une ou l'autre des solutions, peut-être des deux.
Une chose est sure : la demande de voitures ne va pas disparaître* et, si la batterie ou l'Hydrogène ne peuvent pas satisfaire tout les besoins, le moteur thermique pourra s'en charger grâce aux biocarburants et aux carburants de synthèse qui permettront la décarbonation, mais sans les économie d'énergie du moteur électrique.
* ( Le fonctionnement de nos sociétés machinistes actuelles est basé sur les déplacements des biens et des individus : voitures, camions, bateaux, avions, engins divers...Le retour à l'économie de village n'est pas envisagé dans la transition énergétique, sauf par certains marginaux dont l'influence n'atteint pas les sphères de décisions...)
Il faut nous attendre à voir cohabiter différentes technologies en replacement du moteur thermique, qui lui-même verra son existence prolongée grâce aux carburants de synthèse et/ou d'origine bio.
Le pétrole a permis le développement d'un marché mondial de l'automobile grâce au moteur thermique qui a pu répondre à tout les besoins par une solution technologique remarquablement généralisable.
L'abandon du pétrole est le coup de pied dans la fourmilière.
Plusieurs décennies seront nécessaires pour retrouver une situation gérable au plan technologique, mais au prix de nombreuses pertes dans ce secteur industriel dont les cartes auront été quelque peu redistribuées...
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