Tordre le cou à quelques idées reçues sur les VEs

[Gtrs57]

et tes revenus tirés de ton loyer passent en revenus fonciers a titre perso
.c est bonnet blanc et blanc bonnet

[doc_cupra]

je vais pas tout vous apprendre ... il y a les experts comptable pour ça ou les pros de la défiscalisation ...
j'ai 200ke de déficit foncier à amortir sur les fonciers détenu à titre perso ...

[labo]

Je ne sais pas si c'est comme en France, mais en Belgique, un loyer venant d'une entreprise est considéré comme un revenu professionnel.
Donc taxé comme tel (lois sociales, impôt sur le revenu, etc). Si il n'y a pas de réelle activité pro au domicile, très peu d'intérêt fiscal.

[Driver]

En 1/

L'Allemagne produit 648 TWh/an d'électricité (terawatt-heure). Dont 54 sont exportés.

Pour faire rouler 1 million de VE, il faudrait 2,86 TWh (15000 km par voiture en moyenne et 20kwh de consommation, ce qui est assez réaliste). Avec le surplus de production, il pourraient faire rouler plus de 20 millions de véhicules (sur 45 millions que compte l'Allemagne).

Ils ont de quoi voir venir, et le temps d'adapter la production pour produire 10% d'électricité supplémentaire, nécessaire pour l'ensemble du parc.

Désolé mais s'ils ont écrit ça ils ont écrit une grosse connerie.
A ce que je sache on ne fait pas rouler des VE pendant qu'elles se chargent.... Le pb est que à un instant T (en début de soirée) tout le monde va brancher son VE.

[labo]

Sachant que les heures creuses sont à moitié prix et débutent à 21h30, que la plupart des VE sont stationnés chez eux à cette heure là, à quel moment pense tu qu'ils vont lancer la recharge ?

Indice, la réponse est dans la question

Plus sérieusement, en rechargeant à cette période là, il n'y a aucun risque de faire sauter le réseau puisque la demande est la plus faible.

[LeFugitif67]

En Allemagne, je ne suis pas persuadé qu’ils ont des heures creuses.

De plus, l’électricité est beaucoup plus cher.( dans les 0,30€)

[maximus]

0,30.. c'est le double de la France!!!
je voudrais bien voir la réaction française quand on sera à ce tarif

[LeFugitif67]

La France est l'un des pays où l'électricité est le moins cher, grâce au nucléaire.
En Autriche et Suisse, c'est tout aussi cher. En Autriche, y'a pas d'heures creuses, c'est certain.

[Gtrs57]

les Hc vont passer de 22h a 6h a 3h a 7h chez nous. Mauvaise nouvelle. l amplitude est divisée par 2

[labo]

En 8 heures, tu recharges +- 60 kW à moitié prix.

[JLB]

Il y a maintenant presque 2 ans, j'avais publié dans ce forum une synthèse que j'avais faite sur le Véhicule Électrique (VE). Je l'ai un peu remise à jour. La voici pour ceux que ça intéresse:



La voiture électrique n'en est qu'à ses tous premiers balbutiements, au stade où en était sans doute la voiture thermique au tout début du 20ème siècle. Mais elle va émerger sans aucun doute, parce que potentiellement elle présente de nombreux avantages par rapport à la voiture thermique que nous connaissons: simplicité du moteur électrique par rapport au moteur thermique, performances du moteur électrique en termes de rendement, couple, densité de puissance, fiabilité, gestion par électronique, prix et encombrement faibles par rapport au moteur thermique et donc facilité à installer un moteur par roue avec tous les avantages que cela comporte (concept "Michelin Active Wheel" par exemple), silence de fonctionnement, pas de pollution au niveau de la voiture elle même, très grande facilité de récupérer l'énergie cinétique comme le font les hybrides actuellement, etc.
Quand cela va t-il avoir lieu? Impossible à dire... Beaucoup de problèmes restent à résoudre encore pour atteindre le niveau de confort d'utilisation actuel des voitures thermiques. Je lis beaucoup d'articles sur le sujet et les experts, les entreprises diverses (automobiles, pétrolières, producteurs d'électricité comme EDF, etc.) sont loin d'être d'accord sur ce point.
Il est donc tout à fait légitime de s'intéresser à ce sujet pour mieux comprendre les avantages et faiblesses actuelles des divers types de véhicules.

Il est tout d'abord important de bien avoir en tête que dans le développement de la VE, il n'y a qu'un et un seul problème à résoudre pour faire en sorte que son essor se matérialise réellement: le stockage de l'électricité. Tout le reste c'est à dire le véhicule proprement dit et les moteurs électriques sont des technologies bien au point depuis des lustres. Les trains, les trams, les métros, la plupart des mécanismes et équipements dans l'industrie fonctionnent à l'électricité directement alimentée par le réseau. La VE a besoin d'être autonome et doit donc embarquer son "stock" d'électricité (via des batteries, des super-condensateurs,...) ou disposer d'un moyen efficace et non polluant de fabriquer l'électricité sur place (piles à combustibles,...).

Comme je l'indiquais dans ce même forum il y a quelque temps, il y a trois voies en cours de développement pour la voiture électrique qui se différencient par leur façon de stocker l'électricité:

1) La VE sur batterie, qui représente plus de 99 % du marché actuel de la VE. C'est une voie pas encore au point techniquement. Si tout le monde basculait sur cette technologie, nous aurions un problème de disponibilité du Lithium. Par ailleurs, cette voie n'est pas propre sur le plan environnemental, car la production de batteries au Li nécessite beaucoup d'électricité (il faut 162 KWH d'électricité pour produire 1 KWH de batteries!). Avec une électricité européenne relativement propre (160 g de CO2 pour fabriquer 1 KWh d'électricité), il faut faire 45 000 km avec une Zoé pour simplement neutraliser le CO2 produit pour fabriquer ses batteries, et 130 000 km avec une Tesla Model SP100D! Si vous faites faire ces batteries en France ou en Suède (électricité propre en CO2), il faudra parcourir 3 à 4 fois moins de km. Si par contre ces batteries sont produites en Chine (1000 g de CO2/KWh produit!), ce qui est souvent le cas, ou en Inde, ou en Pologne, il vous faudra faire 6 à 9 fois plus de km! Donc on voit bien que cette technologie ne tient pas bien la route encore. Mais beaucoup de recherches sont en cours pour remplacer le Li par d'autres métaux, et pour produire ces batteries avec moins d'électricité...

2) La voiture à hydrogène ou dite à pile à combustible. Ici l'électricité est stockée sous forme d'hydrogène. Cet hydrogène, avec l'oxygène de l'air, passe à travers une pile à combustible qui transforme ce mélange gazeux en électricité et eau. Cette électricité sert ensuite à alimenter la VE.
Seuls trois constructeurs se sont lancés sur cette technologie complexe, au rendement pas très bon (50 à 60 % sur la pile à combustible), et qui nécessite des infrastructures lourdes pour le stockage et la distribution d'hydrogène: Toyota, Honda et Hyundaï.
Sur le plan environnemental, tout dépend là aussi de la façon dont cet hydrogène est fabriqué.
On peut casser des molécules de gaz (méthane, éthane, etc.) par vaporéformage pour produire de l'hydrogène, et du CO2!!!! Il faut beaucoup d'énergie pour le faire et en plus ce procédé produit, outre de l'hydrogène, du CO2 dont justement on ne veut plus! Mais c'est relativement bon marché (moins de 2€/kg d'H2).
On peut l'obtenir par l'hydrolyse de l'eau. Ce procédé demande encore plus d'énergie pour casser la molécule d'eau en H2 et O2, est cher (plus de 4 €/kg d'H2), mais est propre si l'électricité utilisée pour l'hydrolyse est "propre" en CO2. Et je pense que c'est vers cette voie que la production d'H2 va s'orienter. En effet si un champ d'éoliennes ou de panneaux solaires disons en bordure de mer (l'eau est déjà salée et conduit donc l'électricité) produit de l'électricité à un moment où la demande est faible, un moyen de stocker cette électricité est de faire l'électrolyse de l'eau pour en faire de l'H2 qui sera ensuite réutilisé sur une pile à combustible pour en restituer du courant. Beaucoup de développements sont en cours dans ce domaine en France (pilote industriel "Myrte" en Corse qui fonctionne depuis plusieurs années déjà, nouveau projet à Fos sur Mer), aux Pays-Bas et en Allemagne entre autres.

3) enfin il y a la voie dite "super-condensateurs". On n'en est qu'au stade expérimental, mais une ligne de bus de ville est déjà en service en Chine (Shanghai) sur cette technologie (à noter que le système "Start & Stop" de Peugeot, réputé être le meilleur du marché, est basé sur cette technologie. Idem pour certains systèmes KERS en sport auto). Les super-condensateurs ont plein d'avantages par rapport aux 2 autres technologies (simples, se chargent presque instantanément, peuvent délivrer une puissance énorme immédiatement, ils ne contiennent pas de métaux rares ou sophistiqués, ils sont insensibles au nombre de charges et décharges, etc.) mais ils présentent encore un énorme désavantage: ils ne stockent que très peu d'électricité... La densité énergétique d'un kg d'essence ou de gasoil avoisine les 13 000 Wh/kg. Une batterie Li - ion avoisine les 130 Wh/kg (100 fois moins qu'un carburant fossile!), et un super-condensateur classique avoisine les 30 Wh/kg! Là aussi beaucoup de recherches sont en cours et des laboratoires annoncent des super-condensateurs au graphène qui arriveraient à 157 Wh/kg, c'est à dire à faire autant que les batteries au Li actuelles...

Pour bien comprendre les avantages et inconvénients de ces divers systèmes de stockage de l'électricité, j'ai condensé dans un tableau les principales caractéristiques des divers systèmes énergétiques:




Je ne vais pas commenter tous les éléments de ce tableau mais seulement la colonne "Densité énergétique".
On voit qu'un kilogramme d'essence (soit 1,33 litres) ou de diesel (soit 1,2 litres) a une densité énergétique de 13000 Wh environ.
Or les batteries actuelles Li-ion qui équipent nos VE ont des densités énergétiques de 120 – 130 Wh/kg environ, soit 100 fois moins. Le tableau indique qu'elles peuvent monter jusqu'à 265 Wh/kg mais on n'en trouve pas sur le marché à ce niveau de densité énergétique.
L'hydrogène a quant à lui une densité énergétique supérieure à ce que nous connaissons avec nos carburants fossiles. Elle est environ 2,7 fois plus importante (34440 Wh/kg).
En matière de contenu énergétique, on a donc l'équivalence suivante:

1 kg carburant fossile = 100 kg de batteries Li – ion = 0,38 kg d'H2

L'énergie nucléaire (fission de l'atome) a un contenu énergétique énorme, de l'ordre de 170 000 fois supérieur à l'essence ou au diesel! Ne nous étonnons pas si c'est la technologie utilisée dans nos sous-marins ou notre porte-avion. Un sous-marin nucléaire pourrait rester sous l'eau 7 à 10 ans à 25 nœuds de vitesse sans jamais remonter, tout en traitant comme il se doit les facilités courantes (air, eau, déchets, chauffage/climatisation). Sa seule limitation (de l'ordre de 70 jours en mission) est la quantité de vivres pour l'équipage et la santé mentale du personnel à bord. Toutefois les réacteurs nucléaires K15 qui équipent ces engins sont énormes à l'échelle d'une voiture (3 mètres de diamètre, 5 mètres de haut) et sont déjà des miniaturisations de réacteurs de centrales nucléaires. En plus le réacteur nucléaire lui même ne sert qu'à produire de la vapeur d'eau à hautes température et pression. Il faut turbiner derrière cette vapeur pour en tirer de l'énergie mécanique ou électrique. Cela veut dire concrètement qu'il y a derrière pleins d'autres équipements à installer (Groupe Turbo Alternateurs, turbines, échangeurs de chaleur...). Ne nous attendons pas à voir ce type d'engins arriver sur nos véhicules... Je n'en parlerai donc plus.

Si les différentes sources d'énergie ont des contenus énergétiques différents comme nous venons de le voir, il y a un autre facteur important à prendre en compte pour déterminer les performances des véhicules en matière de poids versus autonomie: l'efficacité avec laquelle le véhicule utilise cette énergie pour se mouvoir, c'est à dire les rendements intrinsèques à chaque type de technologie.

Prenons pour référence une VT diesel de classe moyenne consommant 6 litres de gasoil aux 100 km en mixte.
On sait qu'un moteur diesel réglé au quart de poil, fonctionnant en permanence à son régime d'efficacité maximal (régime du couple maxi) peut avoir un rendement sortie vilebrequin de l'ordre de 40 %, soit de l'ordre de 35 % sur les roues. Dans la réalité quotidienne les choses sont bien plus mauvaises que cela car le moteur est loin de fonctionner à son régime optimal en permanence, et n'est pas en conditions idéales tout le temps (moteur fonctionnant à froid par exemple). On considère en général un rendement de 20 à 25 % sur les roues. Si nous prenons pour les besoins de l'exemple 22,5 % de rendement sur les roues, cela veut dire que l'énergie pour mouvoir le véhicule sur 100 km n'a été que 0,225 x 6 x 0,833 x 12712 = 14295 Wh. Tout le reste de l'énergie est partie en chaleur et en poussières (plaquettes de freins, usure des pneus, de l'asphalte, usure du moteur)...

Une VE sur batterie a un bien meilleur rendement. On considère généralement des rendements de l'ordre de 90 % sur l'axe des moteurs électriques, soit 85 % sur les roues. Donc pour faire les mêmes 100 km avec une VE, ces 14295 Wh demanderont sur les batteries 16818 Wh d'électricité. Avec des batteries Li – ion de 125 Wh/kg, il faudra donc 134 kg de batterie pour faire 100 km.

Qu'en est t-il de la voiture à pile à combustible? Les piles à combustible sont connues pour avoir des rendements de l'ordre de 50 à 60 %. Prenons 55 % pour les besoins de la cause. L'ensemble "moteurs électriques + transmissions en aval de la pile à combustible" aura toujours un rendement de 85 % comme nous l'avons pris pour la VE sur batterie. Donc la VE sur pile à combustible aura un rendement intégré de 0,55 x 0,85 = 0,47 (ou 47 %).
Les 14295 Wh pour mouvoir le véhicule sur 100 km exigeront donc une énergie de 30 415 Wh en hydrogène, soit 30 415/34 440 = 0,88 kg d'H2. On n'est pas loin des 1 kg d'H2 aux 100 km qu'annoncent les fabricants de véhicules à piles à combustible...

Pour nous résumer avec les hypothèses prises, faire 100 km demandera:
- 6 litres de gasoil pour une VT de classe moyenne
- 135 kg de batteries Li – ion chargés à bloc pour une VE sur batterie
- 0,88 kg d'hydrogène pour une VE à pile à combustible.

A première vue on se dit que la voiture à pile à combustible est l'avenir de la VE car ne nécessitant que peu de carburants par rapport à la VT...

Le problème est là aussi plus complexe car l'hydrogène est un gaz très léger qui occupe beaucoup de place. Une mole d'hydrogène, soit 2 grammes, occupe un volume de 22,4 litres à température normale (20 °C) et pression atmosphérique normale (1 atmosphère). Donc simplement pour stocker ces 0,88 kg nous permettant de ne faire que 100 km, il faudrait un réservoir de (880/2) x 22,4 = 9856 litres! Impensable sur une voiture...
Il faut donc le compresser pour qu'il occupe moins de place, car l'avoir sous forme liquide nécessiterait des températures de l'ordre de – 240 °C! Irréaliste sur une voiture pour différentes raisons que je ne vais pas développer ici. Or si ce même hydrogène est compressé à 700 bars (ce qui est le cas par exemple sur la Honda Clarity Fuel Cell), on peut obtenir 40 kg d'H2/m3.
Donc stocker sous 700 bars 5 kg d'H2 demandera un réservoir de 125 litres, et assurera une autonomie à la voiture de (5/0,88) x 100 = 568 km.
Honda garantit pour sa voiture 650 km avec 5 kg d'H2 sous 700 bars dans un réservoir principal de 117 litres + un réservoir annexe de 24 litres. On n'est pas loin du compte.
Mais un tel réservoir, même si sa taille reste somme toute raisonnable, doit pouvoir résister à 700 bars de pression et ce dans des conditions extrêmes (accident, incendie). Il est donc très renforcé et sans doute relativement lourd (je n'ai pas réussi à trouver des données sur le sujet).
Au total la voiture, avec sa pile à combustible, sa batterie Li-ion d'appoint à l'accélération de 1,7 KWh qui se recharge sur la pile à combustible, et son réservoir d'hydrogène, pèse 1840 kg. On est dans la même zone de poids qu'une VE moyenne sur batteries!

Conclusion:

La VT a plus d'un siècle d'existence et a atteint, malgré sa complexité, un degré de confort d'utilisation et de fiabilité absolument remarquable. Son seul défaut est de polluer l'environnement (CO2 et autres molécules à l'état de traces). Elle verra donc dans les années à venir son coût augmenter parce que les normes actuelles de rejets polluants seront de plus en plus strictes et il faudra qu'elle s'adapte pour survivre.

La VE sur batteries est simple de concept, mais présente aussi de nombreux inconvénients à l'heure actuelle.
Tout d'abord la production de ses batteries est énergivore en électricité et est polluante si elle s'effectue avec de l'électricité "sale" en CO2, ce qui est le cas actuellement.
Il faut embarquer des centaines de kg de batterie pour obtenir une autonomie assez minable (300 à 400 km) et le plein d'électricité ne se fait pas en 5 minutes comme sur une VT!
Par ailleurs les performances de ses batteries se dégradent au fur et à mesure des charges et décharges, comme sur nos Smartphones...
Le Lithium deviendra aussi de plus en plus cher au fur et à mesure de sa pénétration, car ce n'est pas un métal aussi banal/courant que le fer ou l'aluminium.
Mais elle n'en est qu'à ses débuts.

La VE sur pile à combustible est plus compliquée de concept que la VE sur batterie, et n'est pas non plus la panacée!
L'hydrogène pour l'alimenter n'est pas nécessairement propre non plus s'il est fait à partir d'énergie fossile (gaz).
Le réseau d'hydrogène n'existe pas en France, ni en Europe d'ailleurs.
Par ailleurs une VE sur pile à combustible pèse lourd à cause de sa complexité et de son réservoir d'hydrogène très renforcé.
Les piles à combustible actuelles fonctionnent avec du platine comme catalyseur. Là non plus ce n'est pas un métal classique bon marché. On peut s'attendre à une augmentation de prix si cette technologie venait à pénétrer le marché.
Mais elle présente quelques avantages par rapport à la VE sur batteries. Elle a d'ores et déjà une plus grande autonomie et surtout faire le plein à la pompe d'hydrogène, lorsqu'il y en aura, ne prendra pas plus de temps que pour une VT.
Mais elle, plus encore que la VE sur batterie, n'en est qu'à ses tous premiers pas!

La VE à super-condensateurs. J'en ai très peu parlé car elle n'existe pas encore. On ne verra les premiers prototypes je pense que lorsque les super-condensateurs au graphène arriveront sur le marché.
Potentiellement elle présente de nombreux avantages par rapport à toutes les autres VT et VE. C'est une technologie encore plus simple que pour la VE sur batteries car l'électricité n'est pas stockée sous forme électrochimique comme dans les batteries, mais sous forme électrostatique. Ils se chargent donc très rapidement et peuvent délivrer de très grandes puissances de manière quasi instantanée, comme la foudre (voir la densité de puissance dans le tableau que je vous ai fourni).
Aussi la performance d'un super-condensateur est insensible au nombre de charges et décharges.
Et jusqu'à preuve du contraire, il n'y a pas de métaux rares dans la conception des super-condensateurs.
Attendons de voir arriver les premiers prototypes pour mieux juger.

Cette petite étude nous permet j'espère de toucher du doigt la diversité et la complexité des solutions envisageables pour remplacer la VT dans le futur.
Mettons nous dans la peau d'un constructeur automobile bien établi... Ce n'est pas simple pour lui de définir une stratégie dans ce maelström! C'est d'ailleurs ce qu'exprime Carlos Tavarez à chaque intervention.

[JLB]

Et voici une synthèse que j'avais faite sur les inconvénients cachés des VE's et sur les batteries:

1) Introduction:
Dans ce que j'ai pu lire dans les média, il y a des choses tout à fait exactes, et d'autres malheureusement fausses ou mal comprises. Je ne vais pas ici prendre les points les uns après les autres pour les approuver ou les démonter, mais voudrais simplement essayer de rappeler quelques éléments clefs dont nous avons déjà parlé dans un passé récent.

Je suis convaincu que le VE est l'avenir de l'automobile, pour tout un tas de raisons que j'avais évoquées dans une précédente note où j'avais listé et expliqué les pro's and con's de chacune des technologies en cours de développement (batteries, super-condensateurs, piles à combustible).
Quand cela va t-il se manifester? Personne n'en sait trop rien. Tout dépendra des développements technologiques à venir en matière de stockage de l'électricité. Car il faut bien dire que c'est le seul et unique problème à régler pour voir le développement du VE à grande échelle. Le VE n'en est qu'à ses tous premiers pas.

Ceci étant dit, je ne suis pas prêt personnellement à acheter un VE car je fais beaucoup de longs trajets et peu de ville, et parce que j'estime aussi que le VE actuel est loin d'être exempt de problèmes sur le plan environnement.

C'est sur ce dernier point entre autres que je voudrais revenir.

Le VE est intrinsèquement propre sur le plan environnement lorsqu'il se déplace: peu de bruit, pas d'émissions de CO2, de NOx, de particules cancérigènes comme celles que l'on trouve dans les gaz d'échappement des véhicules thermiques (VT).

Par contre, si il ne pollue pas lui même directement, sa fabrication d'une part, son utilisation, et son recyclage (les batteries surtout) sont loin d'être exempts de problèmes!

2) La fabrication du VE lui même: hors batteries, elle nécessitera moins de CO2 que le même VT, car il est bien plus simple, moins lourd. Ce sujet est en lui même très complexe à cause de la diversité des éléments fabriqués, du pays où sont fabriqués ces éléments (un châssis fabriqué en Chine n'aura pas la même empreinte carbone que si il est fabriqué en France par exemple) et les procédés utilisées pour fabriquer ces éléments. Il y a très peu d'étude sur le sujet malheureusement, même si l'ADEME a récemment publié quelques chiffres. Retenons simplement que la fabrication d'un VE hors batteries est (beaucoup?) moins polluante en CO2 que celle du même VT.

3) La fabrication des batteries d'un VE peut être par contre très polluante. Il faut actuellement (ça baissera dans le futur) autour de 160 KWh d'électricité pour fabriquer 1 KWh de stockage batterie. Donc pour fabriquer la batterie 40 KWh d'un petit VE (Renault Zoé, Nissan Leaf, future BMW i3), il faut 160 * 40 = 6400 KWh d'électricité.
o Si cette électricité est propre comme en France avec des émissions CO2 de 80 g/KWh produit, on arrive à une émission de 512 kg de CO2. Le même petit VT émettant 100 g de CO2/km pourra parcourir 5120 km pour juste compenser la fabrication des batteries du VE. En encore cela suppose que le VE, pendant son utilisation, n'émet pas du tout de CO2, ce qui n'est pas le cas (voir paragraphe suivant sur l'utilisation du VE).
o Si cette électricité est sale comme en Allemagne à l'heure actuelle avec des émissions CO2 de 425 g/KWh produit, on arrive à une émission de 2720 kg de CO2. Le même véhicule thermique pourra donc parcourir 27200 km pour juste compenser la fabrication des batteries du VE.
o Si cette électricité est pourrie comme en Chine, Inde ou Pologne avec des émissions CO2 avoisinant les 1000 g/KWh produit, le VE pourra parcourir 64000 km!
A noter que je n'ai abordé là que la fabrication d'une petite batterie au Li. Si on considère maintenant la fabrication d'une batterie de Tesla de 80 KWh par exemple, on peut multiplier les chiffres par presque par 2!

PS: Si vous voulez savoir ce qu'émet en CO2 la production d'un KWh électrique d'électricité dans chaque pays à tout instant, téléchargez sur votre Smartphone l'application "electricityMap". C'est vraiment bien fait.

On voit donc que la fabrication des batteries au Li peut-être relativement propre si elles sont fabriquées en France, ou extrêmement sale si elles sont fabriquées dans des pays utilisant massivement le charbon pour produire l'électricité.
Et malheureusement, toutes les cellules de batteries sont conçues/faites par des industriels Japonais, Coréens ou Chinois. Ces quelques industriels fournissent tous les constructeurs de VE (Tesla, Renault, Nissan, Volvo, BMW, etc.). Nous n'avons en Europe aucun fabricant de batteries capables de rivaliser avec ces géants asiatiques (voir le paragraphe consacré à ce sujet). Heureusement ils ont maintenant tendance à délocaliser la fabrication de leurs cellules en Europe et aux USA, mais il est quand même dommage que 30 % environ de la valeur ajoutée d'un VE nous échappe complètement.

4) L'utilisation du VE: la plupart des gens dans la rue s'imaginent que le VE, une fois fabriqué, est propre, parfait en quelque sorte. Loin s'en faut et là aussi tout dépend du pays dans lequel il est utilisé.
Prenons l'exemple d'un petit VE consommant 15 KWh/100 km (consommation classique). L'électricité utilisée par le VE est chargée dans les batteries chez soi ou sur une borne électrique appropriée. Pour simplifier, je vais supposer qu'il n'y a aucune perte en ligne sur le réseau électrique (elles sont de l'ordre de 5 à 10 % dans la réalité), et que le rendement du chargeur de la batterie est de 100 % (il est de 80 - 90 % dans la réalité).
- Si la charge des batteries se fait en France, le VE va générer indirectement l'émission de 15 * 80 g de CO2 = 1200 g de CO2 sur 100 km, soit 12 g de CO2/km. Même si ce n'est pas zéro, c'est très bien par rapport au VT de même catégorie qui lui va émettre autour de 100 g de CO2/km.
- Si la charge des batteries se fait en Allemagne, on peut facilement calculer que le VE va générer l'émission de 64 g de CO2/km. C'est mieux que le VT, mais pas de beaucoup. A partir de ce chiffre et de la quantité de CO2 qu'il a fallu dégager dans l'atmosphère pour fabriquer la batterie en Allemagne, vous pouvez facilement en déduite qu'il faudra que le VE parcoure 76388 km pour faire jeu égal en CO2 avec le même petit VT émettant 100 g de CO2 au km.
- Et si cette charge se fait en Chine par exemple, le VE va générer l'émission de 150 g de CO2/km. C'est pire que le même petit VT!
Je me suis volontairement limité aux émissions de CO2 dans ce message, mais on pourrait raisonner de la même manière pour les autres polluants que sont les particules, les oxydes d'azote, de soufre. Chez nous ce n'est pas un problème car nos centrales nucléaires n'émettent aucun de ces polluants, mais ce n'est pas le cas sur des centrales au charbon. Elles peuvent être relativement propres si les fumées sont traitées comme il se doit, ou extrêmement sales si ce n'est pas le cas.

5) Recyclage des véhicules et des batteries. On peut aisément imaginer que le recyclage du VE hors batteries est moins polluant que celui d'un VT équivalent.
En ce qui concerne le recyclage des batteries, il pourrait être orienté vers une deuxième utilisation chez les particuliers, pour stocker l'électricité photovoltaïque quand il y a du soleil et la restituer lorsqu'il n'y en a pas. Des politiques ont émis cette possibilité. Mais ce n'est qu'une prolongation de vie! Après il faudra bien recycler le Li.
- A noter que beaucoup de constructeurs (Toyota, PSA, Honda, VW, Audi, Seat, Skoda, BMW,...) ont choisi la société SNAM française pour recycler directement leurs batteries.
Les réserves mondiales de Lithium exploitable (océans exclus) sont estimées à 54 millions de tonnes. La production actuelle est de 45000 t/an, et est prévue monter, sous l'essor du VE essentiellement, à 500 000 t/an. Cela veut dire que nous en aurions pour 110 ans de production environ si le VE sous batterie au Li décolle, et sans recyclage.
Les prix du Li, qui était de l'ordre de 310 € /t en 2003, atteignent déjà maintenant 9000 €/t! Et le VE n'a pas encore vraiment décollé...
- Tout ça pour dire que le recyclage du Li est/sera une nécessité si on en reste à la voiture sur batteries au Li. Et le procédé PROMETHEE utilisé par SNAM est énergivore...
Voici ce que j'ai pu trouver sur ce procédé de recyclage de la SNAM:
"Les derniers investissements réalisés par la SNAM (Société Nouvelle d'Affinage des Métaux) ont permis l’optimisation des procédés de récupération des éléments à forte valeur ajoutée dans les batteries. Cela a donné naissance à « Prométhée » (Procédé de Recyclage Optimisé Mécanique Thermique Hydrométallurgique d'Éléments Électriques), un procédé combinant les principales technologies nécessaires au recyclage, à un coût maîtrisé. Les procédés mécaniques (broyeurs, densitomètres, séparateurs magnétiques) assurent le broyage et le tamisage en particules plus ou moins fines, avec séparation des métaux.
Les procédés thermiques (fours à pyrolyse, distillation et fusion) détruisent les matières organiques, avec captation des polluants contenus dans les cellules, tout en séparant les métaux en fonction de leur température de fusion. Les lingots sont ensuite expédiés en fonderie. L’hydrométallurgie en étape finale permet de récupérer, purifier les fractions les plus fines et pour partie les plus recherchées comme le cobalt, le lithium ou les terres rares."
Cette description sommaire du procédé met en évidence le caractère énergivore du recyclage du Li. Je n'ai malheureusement trouvé aucune donnée quantifiée sur le sujet! Mais de toute façon son empreinte carbonée dépendra encore une fois du pays dans lequel il s'effectue.


6) Dépendance des pays occidentaux (USA, Canada, Europe, etc...) vis à vis des pays Asiatiques en technologie des batteries au li:
Une batterie de VE pèse plusieurs centaines de kg et est constituée de milliers de cellules au Li de 45 à 50 g chacune délivrant une tension de 3,6 Volt. Si les constructeurs décident de l'architecture d'agencement en parallèle, en série de ces cellules pour favoriser une performance par rapport à une autre (puissance, durée de la recharge, autonomie, durée de vie, ...) ce sont des compagnies asiatiques qui possèdent la technologie de ces cellules, le cœur des batteries.
Les Coréens, Japonais et Chinois ont pris une très forte avance dans ce domaine car ils concevaient et fabriquaient depuis longtemps des petites batteries au Li pour Smartphones et autres petits appareils. Ces marchés étant relativement petits, ça n’intéressait pas grand monde côté occidental. Nous en subissons les conséquences à l’heure actuelle. Ils ont vraisemblablement tout verrouillé côté brevets. Il est donc extrêmement difficile, pour un labo public ou privé, de trouver une faille exploitable sur cette technologie sans empiéter sur des brevets existants.
Tous les constructeurs de VE (Tesla, Renault, BMW, etc.) se fournissent en cellules de batteries chez l'une des grandes sociétés asiatiques spécialisées dans ce domaine.
Quelques exemples connus:
o Tesla se fournit en cellules chez Panasonic.
o Le Groupe BMW, au début du 3ème trimestre de cette année, a signé un contrat avec la Société Chinoise CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) pour fournir les cellules de batteries pour un montant de 4 milliards d’Euro. La signature de ce contrat a d’ailleurs été le facteur clef dans la décision de CATL de construire une usine de fabrications de cellules de batteries en Allemagne.
BMW a aussi signé un partenariat avec Sila Nanotechnologies pour qualifier et industrialiser la technologie de la start-up de la Silicon Valley. L’incorporation de silicium dans l’anode en graphite des batteries Li-ion est une voie largement explorée pour améliorer l’autonomie.
Donc ce qu’essaient de faire pas mal de labo de recherches est de développer/mettre au point d’autres technologies de cellules. Il y a pléthore d’initiatives et d’annonces dans ce domaine. Allez sur le Web pour vous en rendre compte. Le CEA travaille par exemple sur la technologie Na-ion, et il y a bien d’autres alternatives évoquées par d’autres labo.
Mais pour qu’une technologie alternative débouche, il faut qu’elle soit en performance/coûts au moins équivalente à la technologie Li-ion qui bénéficie de 15 ans et plus de développements. Pas facile!
Les industriels européens, les politiques sont de plus en plus inquiets de cette situation au regard du développement anticipé du VE. Vous avez du lire comme moi dans la presse qu’un certains d’entre eux voudraient créer en Europe « l’Airbus » de la batterie!
Vaste programme...
Beaucoup semblent oublier que ce type de Groupe trans-national ne se crée pas d’un coup de baguette magique. La création d’Airbus s’est faite par la mise en commun de plusieurs caractéristiques qui se sont manifestées ensemble au bon moment: la compétence technique de la France en aéronautique (Sud-Aviation avec Caravelle et Concorde), la puissance financière de l’Allemagne et de Mercedes qui n’arrivait pas techniquement à émerger avec sa branche Dasa, et la vision entrepreneuriale d’un grand industriel français, Jean-Luc Lagardère, qui avait la confiance des Français et des Allemands! La sauce a pris et on voit aujourd’hui ce qu’est devenu Airbus.
Je ne suis pas d'aussi près le monde de la batterie que j’ai suivi celui de l’aéronautique, mais je ne vois pas les conditions qui pourraient conduire aujourd’hui à la création d’un grand Groupe européen de la batterie.

7) Conclusion: J'espère que vous avez pu réaliser que le VE, tout comme le VT, est loin d'être parfait sur le plan environnemental. On a même pu constater que produire et utiliser un VE en Chine par exemple est une complète aberration!
Qui plus est, l'Europe et tous les autres pays occidentaux sont complètement dépendants des Asiatiques en matière de technologie des cellules, ce qui représente autour de 30 % de la valeur ajoutée d'un VE!

[callaway0409]

Quel bonheur de te lire JLB

rien de tel qu'un argumentaire factuel, précis, par définition sans dogme idéologique (oui je sais pléonasme), les faits rien que les faits M'sieur l'juge

[JLB]

Merci callaway0409.

[Durango]

Ouaip mais on achète quoi alors ....... Un cheval

[yopsolo]

Merci JLB pour cet article. J'apprécie toujours autant tes analyses précises et argumentées.
Par contre cela me laisse quand même assez dubitatif quand à l'avenir du véhicule électrique tant sur le plan de l'exploitation des ressources, que de celui de la pollution du VE sur son cycle de vie ou encore de l'envie des pays aujourd'hui totalement dépendant des asiatiques pour la production des batteries... .
Tu n'aurais pas un article équivalent sur l'évolution des moteurs thermiques qui ont fait depuis 20 ans des progrès exceptionnels ?

[Corpas]

Un grand merci @JLB pour cette synthèse exhaustive et extrêmement intéressante.

[Gtrs57]

Bravo JLB

je détestais la physique en terminale mais j'ai réussi à aller au bout de ton exposé, très bien fait, et très clair pour les novices; Quelques remarques :
- la production de batterie est polluante , c'est un fait mais l'utilisation de VE dans les grandes villes va baisser significativement la pollution dans cette ville. mon frère qui habite Paris a hâte que des milliers de VE remplace les VT dans les bouchons. Donc au niveau planète, le VE n'est pas au niveau 0 si on tient compte de sa production mais il y a localement des gagnants et des perdants.
- le nucléaire français pose bien évidemment le problème du recyclage des déchets mais en terme de CO2 au est de trés bons élèves, bien meilleurs que les Allemands avec leurs centrales à Charbon. j'habite à 20 km de Cattenom et je n'ai pour l'instant jamais eu peur d'un incident. on est a priori des gens sérieux.....
- stocker actuellement de l’électricité dans les VE demande des batteries très lourdes (donc une partie de l'électricité consommée, l'est pour mouvoir les batteries.... ). la solution consiste donc à réussir a générer de l'électricité en roulant; ce qui abaisserai le poids des batteries. mais est ce si simple.....

Mon frère a travaillé pour une entreprise du secteur des VE. il m'a dit que l'hydrogène serait l'avenir. Ce qui m'étonne c'est que l'on parle quasi pas dans la presse et que peu de constructeurs sortent des protos. Tous ont l'air parti sur le VE classique.

[callaway0409]

tous les ceusses autour de moi qui ont un minimum de connaissances sur le sujet me disent considérer hydrogène comme la solution mais à moyen terme (et semblent considérer le VE tel qu'on le connait actuellement comme une transition).
Pour le sujet des VE dans les villes, il permet en réalité de déplacer la pollution des lieux de consommation vers les lieux de production

[Gtrs57]

oui mais lieux de production peut etre éloignés des habitations...?