• Jean-Philippe Pastre

Les choix énergétiques dans le transport passés au crible


Le document Etude économique, énergétique et environnementale pour le transport routier français, publiée conjointement par l'ADEME et l'IFP-Energies Nouvelles, fait le point des choix énergétiques disponibles en 2018. Un document plein de bon sens, qui suscite de nombreuses interrogations, notamment vis-à-vis de la pertinence de certains choix faits par le législateur français.

L'IFP-Energies Nouvelles et l'ADEME ont donc publié en avril 2018 le rapport du Projet E4T. Ce dernier s'intéresse à l'ensemble de l'industrie automobile, et laisse une large part aux voitures particulières. Mais les véhicules industriels et utilitaires y ont leur place.

Présentée fin janvier 2019 à Paris devant médias spécialisés, industriels et collectivités, l'étude se présente comme une synthèse de l'état de l'art en matière d'énergies dans les transports, avec une mise en perspective d'ici 2030. Il est d’ores-et-déjà appelée à être renouvelée, et à intégrer d'autres énergies (GNV) et critères d'évaluation (comme l'impact environnemental global « du berceau au tombeau » et les effets sur l'emploi en France de la transition énergétique) l'édition 2018 est riche d'enseignements. Quels sont-ils ?

En premier lieu : « la rentabilité économique de ces solutions [électriques] reste limitée actuellement (ou le devient grâce aux aides à l’achat(1)) mais devrait le devenir d’ici 2030 avec la réduction annoncée du coût des batteries. Enfin, la tendance actuelle à l’accroissement de la taille de batteries pour augmenter l’autonomie sur les véhicules électriques, est préjudiciable pour l’impact GES de la filière électrique. Ce point devra faire l’objet d’une attention particulière à l’avenir ».

Ceci explique l'intérêt de constructeurs (Safra, Solaris Bus et Van Hool) pour la pile à combustible ou, plus simplement, en faveur de l'électrique In-Motion-Charging (défendu par Hess, Iveco Bus, Solaris Bus ou Van Hool).

Même si elle ne comprend pas l'ensemble des impacts sur la production de gaz à effet de serre (GES), l'étude s'intéresse aux coûts d'exploitation intégrant la production d'énergie et celle du véhicule(2).

D'ici à 2030, les auteurs attendent une amélioration du rendement du moteur Diesel de 6 à 10%. Le rendement thermique des moteurs de poids-lourds grands routiers dépasserait alors le seuil des 50% ! Pour les batteries, ils envisagent « une multiplication par deux des densités de puissance ou d'énergie des organes électriques (moteur électrique et batterie) ». Ce qui nous donnerait une densité des cellules passant de 150Wh/kg aujourd'hui à 300Wh/kg en 2030 (hors poids des systèmes de refroidissement et composants du BMS(3)).

Le prix des batteries Lithium-Ion passerait de 350/400$/kWh aujourd'hui à une fourchette comprise entre 110 et 175$/kWh en 2030 (hors prise en compte du prix des matières premières). Ils s'attendent également à une amélioration des facteurs de résistance au roulement des pneumatiques de l'ordre de -20% d'ici 2030, ce qui ne peut qu'influer très favorablement sur l'autonomie des véhicules électriques !

Là où l'étude paraît très optimiste c'est lorsqu'elle modélise le coût des batteries : l'échelle de temps paraît plus longue que les perspectives actuellement annoncées aux exploitants d'autobus : La durée de vie des véhicules a été fixée à 12 ans pour les autres segments, à raison 16 200 km/an pour les véhicules utilitaires, 31 000 km/an pour les poids lourds de livraison, 40 000 km/an pour les bus, et enfin 62 500 km/an pour les poids lourds « long routier ».

Sauf précision spécifique, on ne considèrera qu’une seule batterie par véhicule sur la durée de vie proposée. (...) Concernant le mix énergétique, il a été choisi « de se focaliser sur la France et son mix spécifique, très fortement décarbonné grâce notamment à l’utilisation d’énergie nucléaire ».

L'hybride pour les utilitaires et dérivés

En détail, pour les véhicules utilitaires, les solutions d'hybridation (hybride léger « Mild-Hybrid » sous 48V, ou hybride rechagreable PHEV) ont les faveurs des auteurs :

« Du fait des faibles performances aérodynamiques du véhicule utilitaire, la consommation d’énergie à la roue augmente très fortement lorsque la vitesse du véhicule croit. (…) La consommation électrique, très élevée en cycle autoroutier (plus de 60 kWh/100km), réduit l’autonomie du véhicule ou réduit la charge utile (d’environ 300 kg) par rapport à un véhicule conventionnel, deux points cruciaux pour les professionnels. Néanmoins, les progrès conséquents attendus sur les batteries et les systèmes électriques pourraient permettre de proposer des solutions intéressantes en 2030. Une solution PHEV semble, de ce point de vue, beaucoup plus pertinente. Une solution MHEV pourrait aussi être très pertinente pour réduire la consommation de ce type de véhicule en usage urbain (division par de