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Avantages des véhicules électriques

Il ne s'agit pas d'etre pour ou contre les voitures électriques (comme d'ailleurs pour toute autre chose), mais d'en comprendre les limites et atout dans son contexte de besoin/utilisation, personnel et collectif, ce qui en fait des xavantages et ees inconvénients à balancer avec les choix alternatifs. Cad un choix de pertinence. Petite revue d'avantages supposé ou avérés à relativiser en gardant le propos au niveau essentiellement écologique (plus qu'au niveau financier, technique, pratique,..).

- Il ne faut pas réduire le gain écologique des véhicules électriques à l'équation énergétique globale (la quantité d'énergie primaire consommée par km, qu'on pourra dire actuellement égale (ou inférieure!) au véhicule thermique), mais aussiconsidérer ce qui est gagné souvent indirectement via sa flexibilité, sa propreté et sa performance au lieu d'utilisation, ou ce qui n'est pas toujours compté aux dépends du véhicule thermique.

- La consommation d'énergie primaire des véhicules électriques n'est certes pas si réduite qu'on peut le penser, dans les conditions actuelles[a], et les inconvénients sont souvent moins importants/visibles/immédiats mais en fait en bonne partie délocalisés (dans l'espace, le temps: pollution)[b]. Cela dépend grandement du mode de production de l'électricité actuelle au pétrole-charbon-nucléaire, et du mode de stockage (batteries). Ces reproches ne sont néanmoins pas pertinents dans certains contextes de déplacement, et surtout selon les modes de production de l'électricité plus écologiques qui se développent. Il y a un potentiel d'amélioration écologique bien supérieur aux voitures thermiques, avec les développements techniques actuels et futurs et comment on mettra en œuvre l'ensemble.

[a]le rendement d'utilisation de l'énergie électrique par un moteur, from tank to wheel (avec rdt de la baterie, du moteur), est de 64%. Celui d'un moteur thermique est de 18%. Mais cet avantage net pour l'électrique est à pondérer car bien d'autres éléments entrent en jeu plus ou moins selon le contexte. Surtout quand on intégrer le rendement de la production d'électricité et de carburants, selon les pays (mix energétique) et le cout compté ou non à l'environnement (fossiles). Et quand on inclut le cout amont (fabrication du véhicule). Au final [étude ADEME], l'électrique consomme moins d'énergie primaire à partir de 20-40 000km parcourus en France (40-60 000km en Allemagne ou le mix énergétique est non nucléaire). Ce qui reste attractif.

[b]Le véhicule thermique pollue essentiellement en CO2 et au lieu d'utilisation (cad partout), le véhicule électrique pollue au niveau des centrales électriques (en France surtout en déchets nucléaires, beton/infrastructure, un peu en CO2). Un avantage de l'électrique est qu'il est plus "facile" de confiner ou traiter la pollution localisée des centrales.

- L’électricité d'une batterie peut être produite pendant une période creuse ce qui rentabilise la production amont en la lissant.

+:critique de ces arguments

- Le bon rendement d'un moteur électrique justifie qu'on transporte l'énergie quand il n'y a pas mieux: un véhicule à batterie électrique, avec ses inconvénients amont et aval, est pertinent dans un endroit reculé ou on le rechargera avec un panneau solaire ou turbine hydro ou éolienne.

L'énergie électrique requise pour l'électronique de plus en plus présente dans nos voitures (d'ailleurs peut etre exagérément parfois) n'a pas besoin d'être re"produite" avec un mauvais rendement à partir de l'essence.

- Le moteur électrique ne consomme rien à l’arrêt et si peu aux descentes est bien plus régulable en puissance, et il peut recycler une partie de l'énergie cinétique des descentes et du freinage. Un AllerRetour, si on n'est pas pressé, devrait en théorie couter que la résistance de l'air et de l'asphalte = il y a là une source importante d'économie, surtout avec les nouvelles technologies.

+:critique de ces arguments

- On apprécie le couple d'un moteur électrique, sa gradation, sa fiabilité,... ce qui apporte un gain écologique comparé à un moteur thermique qu'il faut surdimensionner, avec l'entretien (couts sous évalués).

Le cout de construction est plus faible (moteur plus simple à fabriquer. Au point qu'ils vendent un hybride quasi au même prix qu'un thermique!) -les prix ne baisseront pas pour autant, mais ça compte écologiquement!-

La durée de vie d'un moteur électrique est supérieure. Son recyclage c'est kifkif...(par contre les batteries... D’où l'option caténaire pour les trains)

+:critique de ces arguments

-plus silencieux, donc gains sociaux voire santé

+:critique de ces arguments

On pourra trouver d'autres avantages écolo à la mobilité électrique, et contredire certains inconvénients ou oppositions. Ainsi généraliser l'équation énergétique vaut aussi défavorablement pour l'énergie solaire, et meme les énergies fossiles! Sans céder au catastrophisme/abandon, ou à l'espérance peu réaliste ou accessible (le vélo pour tous!; la fusion nucléaire; ...).

Bilan écologique: Consommation énergétique, effet de serre,

(Etude ShiftProject - 2020) : résumé commenté par velo-electrique.fr: étude du potentiel du vélo electrique par rapport à l'actuel (vehicules thermiques):

Concl: le développement fort d’un système de déplacement basé sur le vélo (et notamment le VAE), est identifié comme un des leviers majeurs pour la transition écologique, en alternative à l’autosolisme.

Shéma sympa: effet du VAE en scénario Volontariste [et Potentiel Max]: sur le traffic -6%veh.km [-28%); sur les émissions CO2 en ACV -5% [-24], en économie dde carburant -26%L/an/ménage (-113L]; sur les dépenses annuelles de ménages 0% (-291€), les dépenses publiques +42%(+42%), la pollution de l'air -6% NO2 et -7% PartM10et25 (-28% et -28%]; -1min/jr/hab [+1à5min].

environ 33% des distances de déplacements pourraient être cyclables sur la Vallée de la Seine (84% des déplacements sur la vallée de la Seine font moins de 15 km).

(Etude ADEME/consoglobe)

En conclusion, le véhicule électrique a un impact plutôt moindre sur l’environnement, mais le fossé n’est pas si immense selon le mix énergétique du pays, la durée de vie/kilométrage du véhicule, le paramètre écologique (ex l'essence et surtout le diesel est plus respectueux pour l'acidification de l'atmosphère)... L'avantage de l’électrique est par contre manifeste à quasi tous égards si l’électricité utilisée provenait davantage d’énergies renouvelables. C’est la fabrication de la batterie qui pèse le plus lourd dans le bilan du véhicule électrique. Il est donc primordial de développer des technologies qui remplaceraient les batteries telles que nous les connaissons aujourd’hui ainsi qu’un moyen de les recycler en fin de vie sans dommage pour l’environnement.

Au final, le véhicule électrique, n’ayant pas vocation à remplacer intégralement les parcs automobiles nationaux et sa consommation n’excédant pas celle d’un chauffe-eau, on peut difficilement l’accuser de favoriser l’ouverture de nouvelles centrales nucléaires (ou à charbon en Allemagne). Mieux : un véhicule électrique pourrait se transformer à terme en batterie mobile alimentant le domicile ou le réseau pour "effacer" les pics de consommation.

* La consommation d’énergie primaire d'un véhicule électrique est inférieure par rapport à un véhicule essence sur l’ensemble du cycle de vie à partir de 20 à 40 000 km parcourus ('0 à 100 000 km en Allemagne). Elle est légèrement supérieure à la consommation d’énergie d’un véhicule diesel.

* Gazs a Effet de Serre (GES): le véhicule électrique contribue moins à l’augmentation des GES à partir de 50 000 km parcourus.

Il faut bien entendu pas se contenter des données concernant l’usage du véhicule, mais aussi sa fabrication. Et c’est pendant cette phase que les contributions aux GES sont plus fortes du côté de l’électrique. Cependant à l’usage, la voiture électrique se rattrape.

La diminution de GES à laquelle on peut s’attendre avec l' électrique par rapport au thermique reste cependant assez faible, 10 à 24 %, selon le mix énergétique et le pays pris en compte. D'ou l'intéret de favoriser aussi la réduction, rationalisation des déplacements.

* Autres aspects écologiques:

L'épuisement des ressources fossiles:

>>> Le véhicule électrique contribue moins à l’épuisement des ressources à partir de 30 000 km. et l'avantage se creuserait si l’énergie utilisée pour le véhicule électrique provenait de sources renouvelables.

Le potentiel d’acidification/pluies acides: (augmentation de la teneur en substances acides dans l’atmosphère. C’est principalement de l’extraction de cobal et de nickel qui entrent dans la fabrication des batteries électriques, et la production de dioxyde d’azote pour le thermique).

>>> Le véhicule thermique a un impact moins lourd que le véhicule électrique.

Le phénomène d’eutrophisation de l’eau

On observe des résultats plus favorables au véhicule électrique à partir de 80 000 km, si on le compare à un véhicule thermique Diesel.

En revanche, les résultats sont plus favorables au Thermique en dessous de 190 000 km, si on prend en considération un véhicule essence.

La pollution à l’ozone photochimique (dont COV, en milieu urbain)

>>> Les résultats sont favorables au véhicule électrique à partir de 60 000 km.

* Notes sur le cout écologique de l'usage des véhicules

* Notes sur le cout écologique amont (fabrication)

La production d'une voiture électrique serait 2 fois plus dommageable pour l’environnement qu’un véhicule thermique ^{[étude UST Norvège 2012]}. Ceci s’explique par le recours à des ressources naturelles fragiles, qui commencent à s’épuiser notamment pour fabriquer les batteries (neodyme,...).

* Notes sur le cout écologique aval (destruction/recyclage)

Il n'est en général pas apprécié l’impact de la filière de distribution de carburant (côté thermique) et les infrastructures de recharge de batterie (coté électrrique).

Limitations de l'électrique

* Réseau de recharge électrique

L'équipement en bornes de recharge électriques de la région ou l'on vit et voyage freine assurément l'adoption du véhicule électrique. Car compter sur la recharge à domicile ou a destination reste difficile à l'heure ou l'autonomie du vehicule électrique reste limitée (200-300km, et au maximum 450km). Sans bornes de recharge, pas de voiture ; Mais sans voiture électrique, pas de bornes car il faut rentabiliser l'installation de ce équipement. A l'instar du réseau routier carrossable ou de la fibre optique, l'établissement d'un réseau de recharges estvoi un enjeu politique et sociétal, car les initiatives privées restent limitées. Il existe 7-projets-de-reseaux-de-bornes-de-recharge-électrique,

* Chauffage du véhicule

Données moteurs, batteries,... et critiques des avantages/inconvénients

1)Rendement énergétique:

[LeReveilleur 202106] Pour une Zoé:

-Consommation d'énergie: 1.5 (kWh.100km) / 0.85 (rdt de 85M lors de la charge) / 0.94 (perte de 6M sur le réseau de distri)) / 0.98 (perte de 2M sur le reseau de transport) ) 21.1kWh./100km

-Emission de CO2 de fctmnt: 223/154/88/11.8/3.0/1.3gCCO2/km se electrique Charbon/Fioul/Gaz/PV/Eolien/Nucleaire, contre 185 en voiture essence, et 157 en voiture diesel; moy de 12 en France, 84 en Allemagne, 157 en Pologne: pour 55/400/790gCO2/kWh).

-La production de CO2 en amont -fabrication de la voiture, env800kg, + distribution- est de 4.2T Co2 pour une voiture essence, et 8T CO2 pour la Zoé en raison essentiellement de la batterie -on peut, ou non!, y retrancher env 1T CO2 'économisée' par recyclage des composants de la voiture sur la production suivante.

-Ces données sont à moduler avec le durée de vie de la voiture (considéré comme identique, mais on peu espérer un peu supérieurs pour l'électrique), de l'entretien -contribution de 400T CO2/410ans c'est mineur au final-. On voit au final que (en France,

-la voiture électrique produit moins de CO2 à partir de 20 000km %V.essence à 25 000km V.diesel, et 50 à 70% pour sa durée de vie (200 000km en 4-10ans). En Allemgane le gain est moindre, et en Pologne la voiture électrique n'améliore par le bilan CO2 (l'augmente meme a <15000km).

Pollution de l'air: les vehicules (thermiques esstl) ont émi 15% des particules fines, 63% des oxydes d'azote, et 30% du benzène, responsables de 40000morts/an. Les voiture electrique réduisent les particules fines car 1/2 des PM10 et 2/3 des PM2.5 viennent de la combustion des carburants mais il reste les OM de freins, de la route, et soulevées, ce qui est un peu augmenté en électrique car plus lourde!.

Surconsommation electrique en période froide: le moteur électrique chauffe peu, donc il faut plus chauffer l'habitavcle l'hiver (qu'avec un moteur thermique sont le surplus de chaleur est utilisé pour ca). Certe il y a possibilité de chauffer l'habitacle à l'arret en fin de charge avant de partir, ca peut économiser 15%, augmentant d'autantr l'autonomie. Le siège et volant chauffant peuvent éviter de chauffer tout l'habitacle. La climatisation l'été est a éviter bien sur car genere une surconsommation de 15% (comme avec une voiture thermique) qu'on retrouve en baisse d'autonomie. Enfin la baterie électriqe surconsomme l'hivers (et l'été trop chaud) car la batterie n'est alors pas à son optimum thermique (+20% de conso à 0°C £ 20°C).

Il faut recahrger sa voiture au bon momment (heures creuse: >23h)... sinon ca renforce les pics de production et puissance necessaire ou le nucléaire est peu performant). facile a gérer avec des programmaeteur, manuel ou a inclure au vehicule (voir connecté au fournisseur electrique: à ce titre la voiture electrique pourrait etre un allié des ENRs en fournissant un stockage et lissant les pics de consommation).

Ainsi une batterie ce VE de 50kWh peut assuurer 15jr de la conso electrique d'une personnes (hors éclairage et electroménager: 3kWh/jr). En faire une solution de stockage collectif accessoire au réseau serait interessant -avec 40% des batteries de voiture utilisés pour stocker un surplus d'électricité, et rinjecteru au réseau lors de creux- mais entrainera des frais (electronique). L'utilisation en local semble préférable (stocker sur sa voiture aux heures pleines, et utiliser au pleines- car les frais/ surcout/contraintes. seraient un peu moindres.

Enfin on peut réduire l'impact à la production: il faut fabriquer les voitures et batteries dans les pays ou l'économie/electricité est moins carbonée, nota les étapes de raffinage.

-Optimiser l'usage des batteries; Pour les batteries actuelles Li Ion), évitant de charge systématiquement a font s'arreter à 80-90%: au dela la cahrge est plus longue, gaspiller de l'électrcité, et la batterie vieillis plus vite, et eviter de vider la batterie s'arreter à 20%). N(ne faire pleine charge que si besoin d'autonomie max. Liiter les recharges rapides -qi accélèrent le vieillisement-. Pour une periode longue de non activité, laisser la batteie à 35500% de charge. Eviter les fortes exposition à la chaleur -durée de vie moindre au Texas par ex-. A l'inverse en cliamt froid, si la charge/autonomie est réduite, la drée de vie et supérieure. A terme les batterie LiFerPhsphate(LFP sevraient s'imposer de pourront etre chargée à fond.a

Les voiture electrique réduisent les particules fines car 1/2 des PM10 et 2/3 des PM2.5 viennent de la combustion des carburants mais il reste les OM de freins, de la route, et soulevéesa

Retrofit: replacer le moteur thermique par un électrique; car fait rentabiliser l'impact CO2 du chassis/vottiure, mais que pour de petites-moy batteries: vlable pour de faibles automie, des vehciules lourd, sinon ce n'est pas très interessant économiquement par rapport à de l'électrique neuf.

* Rendement du transport/transformation de l’électricité:

On perd environ 10 % dans les lignes de transport, environ 10 % dans le transfo-redresseur a découpage qui fournit le courant à la batterie, et encore 10 % dans l'électronique et le moteur électrique. Mais le reveilleur prend 2% de perte dans le reseau.

On compte 8% de perte aux 100km dans les lignes à haute tension. Mais cela est supérieur dans les petites lignes.

On perd aussi de l'énergie dans le transport des batteries (neuves, à recharger, à recycler ou détruire).

* Rendement de charge / décharge de la batterie & d'utilisation: il faut compter en condition réelle d’utilisation (temps d’immobilisation important, variation importante de température) ce qui change beaucoup de condition optimales ou théoriques.

Le rendement de charge/décharge est d l'ordre de 80%

La batterie perd env 10% de sa charge par mois (a vérifier, Pb?, Li?)(10 % par mois pour un Li d'ordi, dont 7% pour les accus et 3% pour l'électronique).

Une batterie vieillit ce qui mène à devoir la renouveller, typiquement tout les 1000 cycles (Pb) ou 500 cycles (Li), ce qui amène à la considérer, pour un vehicule roulant 50-200 000km) comme un consommable, voir comme une part du cout de l'énergie électrique.

Voir tomshardware.fr pour le vieillissement des batteries Li(d'ordinateur); energie-environnement.ch pour les batteries Li(de VAE)

* Rendement des machines électriques: il faut a nouveau compter en conditions réelles d'utilisation, spécifiques à l’automobile: fonctionnement à régimes transitoire avec arrêts (important en circuit urbain). Ce qui déplace l'analyse au niveau consommation du moteur>véhicule sur des parcours types, et même coût d’utilisation (selon le cout de l'énergie; pour intégrer d'autres contraintes ou frais).

* Conso moteur thermique

(Livet) Un litre d'essence peut fournir 10 kWh thermique, et soit de quoi parcourir en théorie 100km à 100km/h. Mais les rendements maxima sont de 23 % (essence) à 28 % (diesel). Ces rendements sont en fait rarement atteints: moteurs froids, régimes non optimisés. Pour une conduite urbaine, on estime que le rendement réel est autour de 10 %. La faiblesse de ce rendement réel est essentiellement due aux accélérations et freinages. De plus, la consommation cesse de décroître en dessous de 60 km/h (parce qu'il faut bien que le moteur tourne...). Il résulte que peu de véhicules consomment moins de 5 l/100 km à 100 km/h et moins de 7.5 l/100 km en ville..

* Conso moteur électrique

Pour une petite voiture (une 106 par exemple) roulant à 100 km/h (27 m/s), 7 kilo-Watts (kW) sont nécessaires pour la résistance de l’air, 3kW pour les frottements de roulement et entre 1 et 2 kW (électriques) pour la climatisation. La puissance nécessaire pour surmonter les frottements de roulement est une fonction linéaire de la vitesse alors que celle correspondant à la résistance de l’air croît comme la puissance trois de celle-ci[1].

* Consommation estimée avec un véhicule type mondial: il demande une énergie de 160 Wh à la roue pour effectuer 1 km et émet pour cela 225 grammes de CO2.

En considérant un rendement moyen de 80% pour la batterie (avec l’électronique de puissance) et de 80% également pour la machine électrique (transmission comprise), le rendement du véhicule est autour de 64%. L’énergie électrique nécessaire pour fournir 160 Wh à la roue est donc d’environ 250 Wh. A comparer au 18% de rendement et au 900 Wh du véhicule thermique, le véhicule électrique montre ici une nette domination !

* Récupération d'énergie au freinage : économie d'énergie?

C'est assurément un avantage important pour l'électrique, il pourrait contribuer à économiser en théorie, sur une voiture moyenne, jusqu'à ?80% (equiv.1L d'essence/100km), et meme bien plus sur un parcours plat, en considérant que le moteur n'a a fournir que la résistance à l'aire et à l'asphalte. En pratique réaliste, cela pourrait contribuer à économiser 20-50%. Il faut noter que cette économie / récupération d'énergie au freinage est envisageable au moteur hybride, et quasiment pas au moteur thermique.

* Cout de l'énergie en électrique (batterie électrique et sa charge / durée de vie), comparée à celui en thermique (carburant)

Estimer l’intérêt des véhicules électriques en terme de cout est une approche utile mais pas plus aisée/carrée/fiable que l'analyse énergétique. ON quitte le niveau écologique pour le niveau économique, qui a aussi sa justification: l'attrait économique est un (le!) premier moteur pour acheter un véhicules, et même pour les industriels et les politiques à engager des actions de développement pour les véhicules électriques (ou autres solutions).

Le prix de l'électricité, peu taxée, est autour de 80 Euros par MWH en tarif de nuit, ce qui fait 2 Euros pour un "plein" de 25 kWh d'une batterie qui peut parcourir 200 km. Rechargée 500 fois, on obtient un cout de 10 000€ pour une distance totale parcourue de 100 000 km, soit 0,1€/km. Pour compare, un moteur thermique a une consommation de 7000 litres d'essence à env.1€/Litre (surtaxée), ce qui fait 0,7€/km.

Des reproches sur les véhicules électriques

*Reproches faits usuellement aux véhicules électriques, coté utilisateur > considérations plus générales (et critique /bleezcar20150129)

* Les voitures électrique sont sous-motorisées ?

Non pour usage citadin en france, avec les citadines Renault ZOE et Volkswagen e-up! ! et les berlines compactes Nissan LEAF et Volkswagen e-Golf, en passant par le crossover urbain Kia Soul EV. L’ensemble de ces modèles 100 % électriques est doté d’une puissance supérieure à 110 ch, soit l’équivalent de la puissance moyenne du parc automobile français. Limitée électroniquement pour réduire la consommation énergétique, la vitesse maximale frôle les 150 km/h. Avec ses 362 ch minimum, la a routière Tesla Model S est hors catégorie, montrant que des fortes motorisation sont aussi possibles. C'est juste que l'offre industrielle cible les segments de marché les plus pertinents. Il n'y a pas de problème technique, mais se pose de suite la question prix, et donc de volonté politique.

* Une autonomie insuffisante ?

L’autonomie en conditions réelles d’utilisation oscille entre 110 km et 170 km sur tous les modèles électriques du marché. Contrairement aux idées reçues, une voiture électrique peut devenir la voiture principale du foyer et son kilométrage annuel peut aisément dépasser les 10 000 km. Pour preuve, la berline compacte Nissan LEAF – véhicule électrique le plus vendu au monde – constitue le véhicule principal pour 90 % des acheteurs au Royaume-Uni. Lesquels parcourent près de 17 000 km/an à son volant. A condition que celle-ci correspondent à leurs réels besoins de mobilité.

* Un prix prohibitif ?

La voiture électrique est souvent accusée d’être trop cher à l’achat. Pourtant, à finitions et équipements équivalents, un modèle à batterie n’est pas plus onéreux qu’un véhicule diesel. Typiquement une Renault ZOE peut revenir à partir de 15 700 euros et la Nissan LEAF à partir de 18 060. L’absence d’embrayage, d’huile ou de courroie réduit aussi considérablement le budget entretien.

* Un temps de charge trop long ?

La recharge d’une batterie se fait dans plus de 90 % des cas à domicile et de nuit ou le temps de charge ne compte pas. Les autres types de recharge (sur secteur au travail; rapide a des bornes) sont à considérer comme accessoires (un plus de sécurité) tant que le réseau de borne n'arrive pas à etre développé, et que la recharge flash ne sera pas disponible (3min, comme un plein d'essence: echange de batterie).

Cela réduit l'usage au citadin et petits trajets (donc ?70% du marché de la voiture), ou suppose de s’accommoder de contrainte (recherche de bornes et temps de recharge en voyage).

* Des bornes de recharge trop rares ?

Oui, selon ses lieux et habitudes (cf ci dessus), malgré les efforts d'équipement qui viennent d'opérateurs variés: l'état, les collectivités, Nissan/supermarchés&stations svc (250), EDF, groupe Bolloré (16000/4ans). Cad qu'on ne sait pas installer/rentabiliser des points dd recharge adaptés en nombre et dispositions suffisantes et rapidité de recharge, bien que techniquement on sache faire des bornes de recharge accelére (5-6Hr), et rapide (30 minutes pour 80 % de l’autonomie recouvrée) voire ultrarapide et flash (3min).

* Des batteries peu performantes ?

Leur capacité et leur poids (densité énergétique) reste limitée, mais suffisant pour 70% des usages courants.

Les batteries ont évolué (et vont continuer): les dernières (Lithium-Ion) ont une durée de vie supérieure à 10 ans incluant plus de 1 500 cycles complets de charge/décharge. Nissan les garantie 5 ans ou 100 000km.

* Des batteries polluantes ?

Ce point existe et doit etre considéré autant que la pollution de l'atmosphère par les moteurs thermiques (et autres pollutions liés aux filières charbon, pétorl, gazz chiste, nucléaires). Est-ce plus ou moins préoccupant? impossible de répondre sans s'embarquer dans des enjeux qui nous dépassent, et des choix éthiques. Quoiqu'il en soit,

Les industriels sont amenés à faire de nombreux efforts sur les prochaines années. pour réduire la pollution générée par l'extraction du Lithium en Amérique latine (et l'épuisement de la ressource en eau). Le recyclage des batteries en fin de vie reste insuffisant (bien qu'imposée en Europe. Les efforts en ce domaine de développement sont partagés avec les filières ENR (éolien, solaire PV).

* Une voiture électrique, = au nucléaire ou au charbon ?

Oui mais: certes actuellement en France, l’électricité principalement est issue de la fission nucléaire donc la voiture électrique électrique peut etre vue comme nucléaire ... ce qui sera considéré pour certains comme négatif (du handicap an fléau), et pour d'autre comme positif ( un atout ou du moins la moins mauvaise solution). Car le sujet mène à une discussion étendue aux enjeux énergétiques globaux, la pollution (entre CO2, NOx, particules, … et déchets nucléaires; locale ou nationnale ou délocalisée; +- durables... ), souveraineté (technologique ou du combustible), sécurité versus risques, ... Les réponses et avis dépendent de croyances(connaissances +/- solides), de paris (par ex l'avènement d'une électricité verte), et de choix sur nos modes de vie (accepter une nouvelle contrainte comme recharger tous les 200km, ou perdre une habitude comme climatiser son vehicule); préférer plutot moins rouler... ou developper le co-voiturage et le transport commun)(cf §). La réponse est multiple, selon le usages. On devrait mixer différentes solutions selon les usages,... et alors la v.électrique sera alimentée 'optimalement' ou nucléaire, ou PV local, ou meme pétrole, et biento/attractivement hydrogène vert.

Ainsi, selon comment on la developpe et les autres activités (produ.d'energie; besoins;...), la voiture électrique peut s'avérer, soit renforcer les travers du nucléaire en le massifiant (12 EPR necessaires pour alimenter le parc voiture francais actuel), soit les attenuer (la recharge des vehicules la nuit améliorer le facteur de charges des centrales nucléaires; voir participe à la distribution par stockage délocalisé). Elle peut aussi en parallèle stimuler l'avènement de l'électricité 'verte' (PV en autoconsommation), ou de la filière hydrogène! En norvège le v.electrique sera plus clairement neutre en CO2 avec l'électricite hydraulique (si elle n'est pas exportée au détriment du besoin local, pour 'acheter' de la taxe carbone et continuer à bruler du pétrole dans d'autres industries). Dans d'autres pays la situation est moins ouverte/favorable par rapport aux enjeux climatiques: le v.electrique y renforcet la consomation de pétrole ou gaz voire de charbon dans les centrales électriques (et leur pollution, spoliation de la nature), tant que des solutions de production électrique verte ... massives et distribuée... ne seront pas opérationnelles, ou via la filière hydrogène 'verte' (qui evitera aussi d'alourdir les voitures).

La seule solution pour une voiture électrique non 'nucléaire' (ou non 'charbon' ailleurs) c'est... la sobriété (des usages; des tchnologies;...), ce qui est en fait aussi le plus aisé à mette en place (une histoire de volonté, de réglementation,...): moins de transport pour les particuliers (voyages loisir moins loin) et les entreprises (moins exporter ou moins loin); des vehicules moins lourds et moins puissants (et accepter de voyager plus lentement, moins climatisé,...); plus de transport communs; plus de covoiturage et vehicules partagés; ...

* La voiture électrique compromet l'équation énergétique du pays, du monde ?

Non: cf § pour ce sujet qui appelle à une discussion complexe et large.

Equation énergétique du transport électrique

Les sympathisants comme les opposants au transport mobile électrique apportent des arguments sur la pertinence ou l'inadéquation énergétique des véhicules électriques. Avant de les aborder de façon critique (supporter ou infirmer), voici un schéma ou on peut résumer/puiser les éléments clé du paradigme énergétique des véhicules électriques à usage public et professionnel:

Rendement énergétique « du puits à la roue » en ordre de grandeur - Illustration de l’auteur

En résumé: l'électrique n'a pas un avantage énergétique global majeur actuellement (depuis la production primaire d'énergie). Par contre le potentiel d'amélioration semble plus accessible au niveau de la production d'énergie primaire (en passant aux ENR)

Relevant à présent quelques "on dit", critiques, "à priori",

* La consommation d'électricité qui serait nécessaire pour alimenter le parc actuel mondial de véhicules en électriques (un milliard de véhicules) est démesurée / non soutenable:

En France il est dit qu'il faudrait 12 EPR pour alimenter en électricité le parc francais de véhicules (particuliers et entreprises?)

http://futura24.site.voila.fr/transport/... : pour résumer, dans des conditions de kilométrage identiques à celle d'aujourd'hui, il faudrait construire 1.600 réacteurs nucléaires pour produire en permanence de l'électricité pour les voitures, camions, autocars et bus de la planète. Le calcul est sans doute exact, les données aussi disons, néanmoins sont ils utilisés à bon escient? On trouvera aussi, et remarquera que:

- la consommation d'une voiture électrique n’excédè pas celle d’un chauffe-eau!, donc faut il construire 1600 (autres) centrales nucléaires pour chauffer l'eau sanitaire (sans parler de chauffer la maison!) ? Le chauffage de l'eau est il plus important (à satisfaire, prioriser, réduire) que prendre sa voiture ? (pour aller chercher du pain ou visiter des amis), que transporter par camion ou cargo (des aliments, jouets, PC...; des pays bas, de Chine)?

-l'estimation est basée sur un mode de production d'électricité inadéquate imposé par l'histoire (que ce soit nucléaire ou pétrole-charbon-gaz) et assurément en voie d'épuisement (fossile).

-L'équation change radicalement avec de l'électricité ENR (solaire par ex). On ne peut estimer faiblement le développement des ENR (comme celui des véhicules électriques!) mais il est déjà reconnu que les ENR vont plus progresser plus que le charbon ou le pétrole, et très possiblement peser plus qu'eux d'ici 20 à 50ans (charbon du moins). Cet horizon proche est à considérer pour une choix technologique des véhicules.

-il ne s'agit pas d'électrifier tous les transports ! mais les transports et usages les plus pertinents, donc l'argument est inadéquate (de même vouloir passer tout le chauffage au charbon ou nucléaire/électrique... serait une aberration. Le panachage est incontournable pour l'efficacité globale, y a le bois, le solaire thermique, l'énergie 'passive' liée à l'architecture).

Il s'agit donc d'électrifier les transports et usages ou l'énergie fossile est déjà plus couteuse que l'électrique, ou trop polluante considérant sont moindre cout apparent.

Au delà, il s'agit aussi d'envisager l'électrique prioritaire sur certains usages/transports notamment majeurs compte tenu des évolutions anticipées (épuisement des ressources d'energie fossile; croissance de l'avion) tout en gardant l'approche moins/mieux se déplacer(infra).

.les transports de sociétés privées: parc automobile partagé, arrets fréquents (services urbains), déplacement limités ou régulier (train, parc de loisir, camping, golf,...). Il est plus intéressant pour ces usagers d'équiper eux même, ou de controler l'équipement pour recharges les véhicules (batteries, bornes) ou les approvisionner (trains ou navettes à catainer)

.les site isolés ou l'équipement de production électrique est requis de toute facon (PV solaire,...)

D'autres usages sont peu pertinents pour l'électrique, actuellement du moins, et sans doute certains le resteront (sauf au prix d'équipements rédhibitoires ou d'évolutions technologiques qu'on ne peut imaginer).

-il s'agit aussi de réduire et optimiser les déplacements! l'eco-mobilité vise à ne pas abonder dans le toujours plus se déplacer, plus loin plus vite plus confortable, sans pour autant (forcément) se résigner à la décroissance. Il y a un équilibre à trouver entre besoins fondamentaux de déplacements, nécessaires, utiles ou de confort, de routine ou urgents, et cela passe par des choix, modifier nos comportements pour un même résultat ou similaire, et même changer notre organisation de la société (stock produits mieux répartis), notre mode de vie et standards.

.Se déplacer moins: combien de déplacements inutiles, ou peu nécessaires ou simplement pour le confort/loisir/plaisir/cranerie...? Agir à ce niveau (développer la conscience écocitoyenne) est nécessaire non suffisant certes. Une voie important est de remplacer des déplacements par des techniques alternatives (telé-travail, -conférences,...; représentations locales;...)

.Se déplacer mieux: à plusieurs car plus efficace en énergie (covoiturage, transport en commun,...); en véhicules plus petits/adaptés notamment seul, en ville ou petits trajets (vélo, scooter). Les véhicules électrique apportent à ce sujet plus de flexibilité que le thermique.

* Discuter plus avant...

http://www.gnesg.com/index.php?option=com_content&view=article&id=58:la-voiture-electrique-permet-elle-deconomiser-de-lenergie-&catid=29&Itemid=56: très bon article de réflexion élargie: relativiser le problème de la question énergétique (question pertinente? regarder à la loupe/petite cuillère: les arguments avancés particulièrement pour ou contre la voiture électrique ne sont pas toujours si spécifiques à l'électrique qu'on le dit ou laisse penser ! (ex: récupération d'énergie; petite taille)

Types de véhicules électriques

On voit les voiture électriques équipées, certes, d'un moteur electrique, mais aussi d'une batterie comme source d'électricité mobile. Il est pourtant quelques autre types de moteurs electrogènes, et surtout de source d'électricité: notamment une pile à combustible , voire un moteur thermique couplé à un générateur électrique.On pourra imaginer meme d'autres dont la faisabilité technique ou la performance sont (actuellement) très insuffisantes.

* Moteur électrique (classique): de nombreuse variantes existent depuis la dynamo inversée à aux versions moderne plus efficaces. Cf Historique.

* Les batteries sont assurément l'objet des recherches et développements les plus plus importants.Citons

Technologies majeures valorisées ont été ou sont à présent: au plomb puis au plomb silicone, delaissées en raison de leur poids en faveur des batteries au Lithium, mais voir les nombreuses autres chimies developpées atteignant des densité électriques supérieures (), ou un cout environment inférieur,.... (+/article 'Batteries électriques': au phosphate, ...)

* Les piles à combutible sont assurément une solution alternative aux batteries très interessante. Elle utilisent un carburant qui peut etre plus écologique que les actuels (diesel, essence), notamment plus propre. La plupart des combustibles sont utilisables, mais les plus utilisés sont les alcools et le plus prometteur hydrogène (pour sa densité énergétique + aucun relargage de gaz a effet de serre). +/article à faire+pile à combustible/wiki)

Historique des véhicules électriques

L'histoire des inventions et modèles prototypes ou industriels, tant pour les moteurs électrique que les sources d'energie(batterie) est très précoce eu égard au développement des véhicules électriques. Depuis le 1r 'vrai' vehicule électrique en 1981, cela montre que ce n'est pas vraiment des raisons technique mais bien d'autres raisons qui ont limité et continuent à limiter le développement et l'utilisation de véhicules électriques (manque de conscience et volonté tant politique qu’industriellement-lobbyste et même culturelles-sociales la voiture électrique a été inventée depuis longtemps.).

* L'invention du moteur électrique est intimement liée à celles des générateurs électriques, ces 2 machines fonctionnant en sens inverse. Une première invention majeure revient à l'anglais Faraday qui découvre l'induction électromagnétique en 1830 +/HDI(prémisse en 1821 + 10ans d'autres travaux). Le1r générateur électrique bien fonctionnel apparait en 1871 (par Zenobe Gramme - ou 'Dynamo' (prémisses: 1861 Anyos Jedlik; 1866 Siemens (dynamo à aimant); 1863 Wilde (aimant électromagnétique); Gramme invente le collecteur/basée sur l'anneau de Pacinotti dit à présent de Pacinotti-Gramme; Le développement de la machine de Gramme sera financée puis répandue/commercialisée par l'industriel francais Hippolyte Fontaine(handicapé partiel), et correspond à ce qu'on appelle à présent plus souvent une dynamo, et plus exactement une magnéto bien que ce dispositif sert d'autres applications (bougie de démarrage électrique d'un moteur à essence)).

REM: usage de la dynamo sur des voitures pour produit l'électricité de l'éclairage par Etienne Oehmichen (ingénieur electricité et mécanique, puis biologiste français. Pionnier donc de la dynamo, mais aussi du stroboscope, et de l'invention de l'hélicoptère). +/gralon(histoire de la dynamo)

Avec donc la machine Dynamo-Gramme(1931), mais utilisée en sens inverse cad comme moteur électrique, les premiers prototypes de voitures électriques apparaissent entre 1834 (train électrique en modèle réduit) et 1881 ('1r véhicule électrique' à l'exposition Universelle de Paris par le Francais Gustave Trouvé). +FS

* voitures électrique

La voitures électrique apparait donc en 1881, à l'heure des machines à vapeur mais avant les voitures à vapeur grand publique (Stanley, 1897) et contemporainement des voitures à explosion par allumage ("à Essence" 1807>env.1860) et par compression ("à Diesel": 1892>1900-1921).

Le moteur électrique entre dès lors en concurrence avec les moteurs à vapeur, essence et diesel, qui s'imposent malgré le record de vitesse de la voiture électrique dès 1899 (la JamaisContente atteint 105km/h).

C'est à partir de années 1980s qu'un regain d’intérêt apparait avec les nouvelles batteries plus légères, puis avec les préoccupations de pollution des moteurs thermiques/rechauffement climatique que a voiture électrique se développe dans les années 2014-2018 comme transport publique et privé.

[10 voitures anciennes (rétro) déjà écologiques^{(+/Diaporama avec 2lignes descriptives: ++)}]: restrospective sympa montre des solutions précoces et orginales:

- la "Krieger" (1897) limousine de voyage électrique de 2 tonnes, autonomie de 100 km.

- la "Jamais Contente" (1899), voiture électrique à profil aérodynamique du belge Camille Jenatzy, bat le record du monde de vitesse sur route en dépassant pour la première fois les 100 km/h.

- la "Velo Gonnet" (1952) est une voiturette hybride fonctionnant aussi bien à l'essence qu'à l'électricité, dont le moteur électrique est relayé par un bicylindre de moto. (Auguste Gonnet, inventeur parisien.

- la "Henney Kilowatt" (1959) est une Renault Dauphine transformée en voiture electrique par un conglomérat américain. une 50n d'aquéreurs.

- la "RK200" (1974) concue par Rocaboy et Kirchner était l'un des petits véhicules électriques les plus sophistiqués (avec un variateur de puissance ainsi qu'un chargeur embarqué utilisable sur une prise 220 volts).

-citons (non électriques), d'autres voitures au vertues écologiques (à l'époque):

* l'automotrice Mekarski incluant un système de propulsion à air comprimé(1879) qui a fonctionné à Paris et Nantes * la Stanley vapeur (1897) succès grand publique d'une voiture à vapeur.

* le camion Harrods un est camion "One Ton" du fabricant American Walker, utilisé comme transport en ville écologique et silencieux par grand magasin londonien jusqu'en 1919.

-citons pour comparer les autres moteurs:

* Invention du moteur essence(à allumage): (Prémisses: 1807 brevet > 1860 appliqué à des vehicules; 1867/Lenoir à l'expo Universelle.

* Invention du moteur Diesel (à compression): (Prémisses: 1892 brevet Nikolau Otto(à charbon pulvérisé) > Rudolf Diesel 1894 prototype à injection pneumatique (assisté du francais Fredérique Dyckhoff) >1897 1r vrais résultat (14.7kW) - pour gros engins (car lourd) > 1900 élu à l'expo Universelle >1909 injection méca par Prosper L'Orange à Benz > dans l'industrie automobile en 1921 Peugeot

L'avenir des véhicules électriques

L’avenir de la voiture électrique est, à court et moyen terme, indissociable des performances des batteries au Lithium, et du développement des énergies respectueuses de l'environnement. Il est lié aussi aux évolutions et paradigmes de vie de nos sociétés.

Secondairement, des développements sont requis quant aux système de recharge électrique, entre la recharge à domicile (8-12h), accelérée (5-6H), rapide (1H/80%) ultrarapide (20-30min/70%) a des bornes qui peinent à équiper les territoires, et l'échange de batterie déchargée/chargée (3min, type BetterPlace) dans des stations encore plus onéreuses actuellement (sans volonté de programme d'équipement global par l'état).

La voiture électrique permet-elle au global d’économiser de l’énergie ? Probablement pas (cf § rendement énergétique....). L’électrification d’un parc automobile ne jouera qu’un rôle probablement très marginal sur l’évolution de la consommation énergétique primaire qui reste LE problème amont à résoudre pour nos préoccupations actuelles (environnementales (pollution, réchauffement climatique), et artificiellement 'cout de l'énergie')

Mieux, le véhicule électrique pourrait apporter une contribution intéressante à l'équation énergétique globale, sans l'alourdir, et particulière aux énergies fossiles:

un véhicule électrique pourrait se transformer à terme en batterie mobile alimentant le domicile ou le réseau pour "effacer" les pics de consommation.

Batteries Electriques

Les batteries électriques attirent l'attention et les efforts principaux dans le development des VE, car elles réprésentent actuellement 40% du cout d'un VE. Elle sont aussi un facteur limitant à l'autonomie (et/ou la puissance).

Rem: certains notes sont liées au stockage d'électricité sont communes ou vont au delà de la problématique des véhicule (batteries pour &Ordi, Eclairage, Veille appareil electr., ....), alors faire renvoir/ou déménager/autre(s) page(s)) ;

+ voir dossier Solaire/transport et stockage d'électricité. A ajouter l'article accumulateur électrique/wiki (+++ 3 modes de stockage; types de piles)

Technologies pour améliorer les batteries électriques

(intro/résumé ppour articuler les voies d'émlaliorations)

* TRIDENT project is to develop a low-cost, high-performance Na-ion smart battery system using entirely sustainable materials and processes. The ambition is to provide a complete plug and play solution for grid-integrated residential battery energy storage systems (BESS). developped 2021 by Glantreo and University of Limerick.

Usages des batteries

Les améliorations des VE reportent en partie sur les usages, ici des batteries:

* Recharge des batteries en local sur du PV en autoconsommation: c'est assurément le 1er usage à favoriser! C'est aussi l'occasion d'inciter les particulier à équiper leur maison de PV. Les pertes d'E sont minimisées (à celle de toute batterie... cad liée à la durée de stockage, usure de la batterie). On évite d'avoir a convertir l'electricité continue en alternative pour la transporter et la reconvertir encontinu, ce qui représente beaucoup (10% + 10% par 100km + 10%). gains économiques aussi car pas de facturation/gestion de réseau.

* Batteries de VE comme composant du réseau de distribution/stockage électrique: c'est étendre et partager la recharge en local par PV en autoconsommation, tous les particuliers n'utilisant pas pleinement leur batteie/VE tous les jours, certains pourrons stocker de l'électricité (autoproduite ou du réseau en heurs creuser) pour leurs concitoyens (de préférence voisins). Ceci suppose d'utiliser le réseau de distribution, l'adapter ss doute, et beaucoup de régulation décentralisée. Donc solution pas simple avec un certain cout, mais logiquement attractive/rentables par rapport aux autres solutions.

* Recharge des batteries de VE en heures creuses, typiquement la nuit, plutot qu'en heure pleine. Cette solution est attractive pour le consommateur/particulier car interessé par la réduction du cout de l'electricité. MAis au final (pour la lutte/enjeux climatiques) c'est surtout pour augmenter le facteur de charge des productions massives d'electrecité (centrales nucléaires ou PV, Eolienne,...) et donc éviter d'avoir à surdimensionner l'es équipements producteurs d'E. Les heurs Cresue/pleins étant fixes, pas forcément optimales pour le réseau, il faudra ss dt revoir la notion d'HCreuse, pour une gestion dynamique.

Alternatives aux batteries electriques: PaCs

Autres/divers (% electricité,

* NanoTherm (http://project-nanotherm.com/): reducing energy in heating and cooling systems using carbon nanofluids. Developped by 3 Irish partners: two SMEs (HTMS, Glantreo); and the SFI Research Centre ifTrinity College Dublin (AMBER). HT Materials Science Ltd (HTMS) is a research-driven innovator in nanofluids. e Glantreo Ltd is a long-established synthesizer of both porous and non-porous nanomaterials.

Voir tomshardware.fr pour le vieillissement des batteries Li: article +++ coté utilisation comme théorie

Voir energie-environnement.ch pour les batteries Li(de VAE): article ++ la batterie-du-velo-electrique-craint-le-froid-le-chaud-et-la-decharge-prolongee

Usages des VE / mobilité et transports

Usages des batteries

Les améliorations des VE dépendent en partie des usages:

-sobriété de la consommation (mobilité; transport): moins voyager pour un particulier, moins exporter/plus livrer en local pour une entreprise,... Cela réduit la pollution CO2 (et autres) non seulement sur la consommation d'énergie motrice (electricité versus essence), mais aussi les autres consommations de fonctionnement (freins, huile,...), et surtout sur la pollution amont (production) et aval (demantellement) car les vehicules vieilliront moins vite, seront moins essentiels/nombreux,... Il est assez illusoire dans nos sociétés de liberté, libre entreprise, publicité,...de compter sur une sobriété 'volontaire' des usages, sans inciter à la sobriété, par l'éducation, la communication,... Ces motivations individues et sociales/politiques 'générales' sont à catalyser par des 'assistances' et controles/alertes en cours d'usages:

-fréquences/modes/... de l'usage des VE: des gains sont possibles en optimisant le type de VE et d'équipements selon l'usage: cela se faire assez naturellement lié à l'investissement d'équipement adaptés selon que l'usage prévue, qui sera quelques minutes mais fréquentes (livraisons) ou plusieurs heures d'affilée certains jours (voyage long, transport long de marchandise). Mais a)la prévision de l'usage peut etre mauvais, sur ou sous estimée b)les usages peuvent varier entre 2 ou 3 modes selon les périodes, ou évoluer c)la pratique non optimale (conduite sportive; batterie laisser en charge trop longtemps,...). Divers systèmes de régulation 'intelligente' peuvent a cet effet optimiser le moment et durée de charge, suggerer de changer de VE ou le sur/sous-grader, alerter d'un mode de conduite semblant non adapté, partager son équipement, ...