LE SOLEIL POUR UN DEVELOPPEMENT DURABLE
Le véhicule électrique autonome:

Alternative écologique crédible ou gadget électro-publicitaire?
... dans la situation technique actuelle ( * )
Philippe LEBRETON
Ingénieur-chimiste, diplômé en thermodynamique et mécanique physique
Chargé d'enseignement d'environnement à l'Institut national des sciences appliquées
(I.N.S.A.) de Lyon-Villeurbanne

Résumé:
    Actuellement prôné en France, le véhicule électrique autonome génère une pollution atmosphérique locale sensiblement nulle. L'analyse de la chaîne thermodynamique conduisant de la source primaire d'énergie à l'utilisateur met pourtant en évidence une nette supériorité économique du véhicule thermique homologue. Le véhicule électrique ne saurait donc apporter une réponse significative aux abus de la circulation automobile urbaine.
    L'actuelle campagne de promotion s'explique, d'une part par l'ignorance française générale en matière d'énergie, d'autre part par l'intérêt pris par certains industriels à masquer les problèmes de santé et de sécurité soulevés par leurs activités. Des alternatives sont proposées, qui présenteraient un meilleur rapport coûts/avantages que le véhicule électrique, par exemple le véhicule à gaz naturel.

Zusammenfassung:
    Das autonome elektrische Automobil, das gegenwärtig in Frankreich angepriesen wird, bat fast keine atmosphärische Pollution. Die Analyse der thermischen Kette von der primären Energie quelle bis zum Verbraucher lässt allerdings eine klare Ueberlegenheit des homologen thermischen Fahrzeugs erkennen. Das elektrische Automobil kann also keine wesentliche Antwort zu den Exzessen des städtischen Fahrzeugverkehrs bringen.
    Die gegenwärtige Propaganda-Aktion erklärt sich einerseits durch die allgemeine französische Ignoranz in energetischen Fragen und andererseits durch das Interesse gewisser Industrieller, die durch ihre Aktivitäten verursachten Probleme der Gesundheit und der Sicherheit zu maskieren. Es werden Alternativen aufgezeigt, welche ein besseres Verhältnis kosten/Vorteile als das elektrische Fahrzeug, zum Beispiel das Fahrzeug mit Naturgas - Antrieb.

Summary:
    Praised in France at present, operation of electric vehicles generates practically an atmospheric pollution. The analysis of the thermodynamic chain from the energy source to the user nevertheless shows the net economic superiority of comparable internal combustion engines. The electric car is thus not a definitive solution to the abuses of urban automobile traffic.
    The current promotion campaign is explained by a general French ignorance in matters of energy and by the strategy certain industrialists have adopted of concealing health and safety problems raised by their activities. The author presents alternatives that offer a better cost/advantages ratio than the electric car, for example the natural gas vehicle.

"Politique, méfie toi de la thermodynamique"


INTRODUCTION

    Dès 1903, "La Jamais Contente" (que l'on peut encore aujourd'hui admirer au Musée de Compiègne) dépassait - en pointe - les 100 km à l'heure à l'aide d'une propulsion électrique embarquée. Un siècle plus tard, l'intérêt pour un tel vecteur énergétique appliqué au transport autonome semble revenir au premier plan, compte tenu de la pollution atmosphérique croissante engendrée en milieu urbain par le développement incontrôlé de la voiture thermique individuelle: "La voiture électrique: cette petite merveille a la particularité de n'engendrer aucune pollution sur le lieu d'utilisation [...]. Les cinq millions de secondes voitures essentiellement consacrées aux trajets quotidiens type domicile-travail pourraient aisément être remplacés par des modèles électriques, de même que bon nombre de véhicules utilitaires" (Que Choisir, sept. 1994, No 308, p. 40).

Avant tous choix politiques et investissements industriels irréversibles, il paraît donc intéressant de disposer d'une approche aussi large qu'objective du dossier, d'autant que certains organismes ne semblent pas avoir fait preuve de tout le recul, voire de toute la compétence nécessaires. On comparera essentiellement au véhicule thermique (utilitaire) léger, les principaux modèles homologues de véhicules électriques autonomes disponibles sur le marché français. On traitera dans l'ordre:

- du principe et du rendement théorique des deux chaînes thermique et électrique conduisant de la source primaire d'énergie à la performance mécanique du véhicule;
- des consommations et performances réelles des deux types de véhicules, ramenées notamment à service égal [1];
- des coûts comparés des deux modes de transport, en distinguant investissement et fonctionnement, prix taxés et non taxés;

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- des pollutions et sujétions respectives des deux types de véhicules, en bout comme en cours de chaîne énergétique;
- des alternatives actuelles ou possibles aux deux modes de propulsion ainsi mis en concurrence directe;
- des blocages psychosociologiques ou des non-dits expliquant peut-être en fait le regain de faveur actuel du véhicule électrique, et ses tentatives de promotion dans l'opinion publique.  I. BILAN ÉNERGÉTIQUE COMPARÉ DES CHAÎNES DE PROPULSION THERMIQUE ET ÉLECTRIQUE Ne voulant comparer ab initio que des choses comparables, nous mettrons ici en parallèle les deux types de véhicules alimentés par la même source primaire d'énergie: le pétrole [2]Le rendement thermodynamique d'une chaîne de processus consécutifs est, on le sait, égal au produit des rendements successifs dc chaque étape du processus global. Le tableau 1 - dont les données ont été empruntées à l'ADEME (Agence pour le Développement et la Maîtrise de l'Energie; note de novembre 1993, 5 pages) pour éviter toute contestation - illustre le propos pour chaque chaîne, aboutissant à un rendement thermodynamique global de:
- 0,26 pour le véhicule thermique,
- 0,16 pour le véhicule électrique,
soit un facteur égal à 1,6 en faveur du premier comparé au second.
Les deux types de véhicules ont en commun la partie amont de la chaîne, ainsi que le principal point faible résultant de la transformation de l'énergie chimique en énergie mécanique (énergies "nobles") via l'énergie thermique (énergie "dégradée") [3]; mais deux autres processus pénalisent en outre la chaîne fuel-moteur électrique:
- le cycle de charge et décharge des accumulateurs électriques (rendement 0,65);
- le rendement mécanique de la traction électrique (rendement 0,85).
    Si l'on considère donc seulement les parties amont et médiane des deux chaînes, amenant de la source primaire à la "source secondaire" d'énergie offerte au véhicule (pompe à essence ou prise électrique selon le cas), les rendements partiels respectifs sont encore plus disproportionnés, égaux à 0,81 et 0,29, soit un coefficient 2,8 en faveur de la chaîne thermique.

II. CONSOMMATIONS ET PERFORMANCES RÉELLES COMPARÉES

    Le tableau 2 compare les caractéristiques énergétiques et mécaniques des deux types de véhicules. Pour éviter tout biais méthodologique, nous avons confronté:

suite:
- d'une part les consommations en carburant données par les constructeurs pour le "cycle urbain normal" (=19 km/h constants) aux consommations électriques fournies pour l'autonomie kilométrique maximale, soit en conditions optimales dans les deux cas;
d'autre part des consommations majorées de 38% (thermique) et 54% (électrique) respectivement, pour tenir compte dans le premier cas des réalités de la circulation, dans le second cas de l'approvisionnement des véhicules [4]; on admet donc que le véhicule électrique est insensible aux aléas de la circulation [5].
Nous comparerons également in fine les consommations ramenées au même service, par exemple un quintal [6]déplacé sur 100 km. La consommation réelle du véhicule thermique est ainsi supérieure, à charge égale, de 88% à celle du véhicule électrique (1,58 litre de gazole contre 8,4 kWh pour 100 kg/100 km), mais lui est inférieure d'un tiers en énergie primaire (19,5 contre 28,8 kWh) ou, ce qui revient sensiblement au même, aux entrées respectives de la raffinerie ou de la centrale électrique. On confirme donc de toute évidence les conclusions précédentes basées sur les chaînes énergétiques théoriques [7].
Mais les différences les plus marquées - toujours en faveur du véhicule thermique - sont celles relatives à la commodité et à la souplesse d'emploi:
- autonomie supérieure d'un facteur 10 (600 contre 60 km);
- vitesse maximale supérieure d'un facteur 2,3 et accélérations (théoriques) supérieures d'un facteur 6. Si le premier paramètre n'est guère convaincant en milieu strictement urbain, le second n'est pas négligeable, qui contribue à la fluidité de la circulation et à la bonne insertion du véhicule dans celle-ci;
- charge et volume utiles supérieurs respectivement de 110 et 40% [8]
Pour en revenir à l'autonomie moyenne du véhicule électrique (nettement moins de 100 km et/ou 2 heures, même pour les modèles les plus performants), les contraintes en sont évidentes et multiples en termes de disponibilité et/ou de personnels: non seulement elles impliquent un rayon d'action inférieur à 50 km, mais elles ne permettent que 2 cycles journaliers (soit 4 heures environ) de travail effectif [9] (en admettant une recharge de 4 heures en milieu de journée, ce qui ne permet plus de bénéficier du tarif de nuit du kWh). A l'inverse, quelques instants suffisent pour acquérir une autonomie en gazole de 3 journées de travail à plein temps, pour une distance journalière au moins double. Ces arguments tombent en partie (mais en partie seulement) si le véhicule est utilisé non comme utilitaire, mais pour le déplacement domicile/travail, par exemple sur la base de 60 km aller-retour par jour.[10]

L'origine de cette "pénalisation électrique" est évidente: la grande difficulté, non encore résolue depuis plus d'un siècle, à stocker l'électricité, source fugace et secondaire par excellence, de manière commode et massive, efficace en un mot.[11]

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On en est resté pour l'essentiel aux accumulateurs au plomb, et si d'autres types de batteries ont été développés, comme les accumulateurs cadmium/nickel, l'amélioration de capacité (+50% environ) n'en compense pas encore le surcoût (quelque 100%).[12]
    Pour notre propos, quoi de comparable entre "enfourner" en quelques minutes 500 kWh (50 litres de gazole, soit 150 kWh
électr.) dans un réservoir pesant (plein et annexes) moins de 100 kg, et mettre plusieurs heures (de 2 à 8) pour stocker 10 kWh (50 à 15 fois moins) dans un réservoir de 300 kg, plus lourd que la charge utile du véhicule...

III. COMPARAISON ÉCONOMIQUE DES VÉHICULES THERMIQUE ET ÉLECTRIQUE

    La comparaison économique est plus délicate que la comparaison énergétique, bien que celle-là s'appuie fondamentalement sur celle-ci. Le jeu des taxes et des subventions affecte en effet de manière différente, à la hausse comme à la baisse, les deux types de véhicules, à l'investissement comme au fonctionnement.
On pourrait se livrer à une première comparaison des coûts hors toutes taxes et/ou subventions: on retomberait alors (en les aggravant compte tenu du prix d'achat élevé du véhicule électrique) sur les conclusions obtenues par la voie thermodynamique.[13]
    Voulant nous approcher au plus près dc la réalité économique et commerciale, nous avons adopté:
- un coût de 4 FF par litre de gazole, admettant donc quelque 23% de taxes; un coût de 0,5 FF TTC (toutes taxes comprises) par kWh, intermédiaire entre les tarifs de jour et de nuit, et neprenant pas en compte le prix de l'abonnement ni celui des chargeurs;[14]
- des prix TTC pour l'achat des véhicules (et des accumulateurs), sans prendre en compte la subvention de l'ADEME (en moyenne 10'000 FF) ni les rabais généralement consentis par les vendeurs de véhicules thermiques (jusqu'à 7%). Dans les 2 cas, l'amortissement est calculé sur 6 ans, ce qui ne nécessite pas le changement d'un moteur diesel mais implique l'achat d'un nouveau jeu de batteries après 3 ans (à raison de 200 cycles charge/décharge par an), ceci quel que soit le kilométrage;
- les frais fixes communs (carte grise et vignette, assurances, pneumatiques, etc.) n'ont pas été pris en considération, vu les similitudes ou les compensations: Si l'usure des pneumatiques est probablement supérieure pour le véhicule thermique, c'est l'inverse pour les assurances (proportionnelles à la valeur du véhicule).
Une quadruple simulation (voir tableau 3) a été alors conduite, avec pour valeurs extrêmes 5'000 km/an (ce qui correspond à un usage léger domicile/travail) et 20'000 km/an (ce qui correspond à un usage utilitaire plutôt intensif, avec 2 cycles quotidiens).
suite:
 Sur ces bases, le prix de revient kilométrique absolu du véhicule électrique est toujours supérieur, de 50 à 95%, à celui du véhicule thermique; le surcoût est évidemment aggravé: + 220 à + 300%, en faisant le calcul à charge utile égale. Les différences sont maximales pour les faibles kilométrages (voir figure 1), compte tenu du prix d'achat élevé du véhicule électrique (et des accumulateurs): pour 5'000 km/an, le ratio investissement/fonctionnement est égal à 98/02% pour le véhicule électrique, alors qu'il n'atteint que 88/12% pour le véhicule thermique; pour 20'000 km/an, les valeurs respectives sont 92/08 et 65/35%.
    Ainsi, dans tous les cas de figure, la comparaison économique entre véhicules thermique et électrique est-elle accablante pour le second. Reste à savoir quels pourraient être les avantages possibles de celui-ci dans d'autres domaines, pouvant éventuellement justifier de tels sacrifices financiers, collectifs ou privés.
IV. POLLUTIONS ET SUJETIONS COMPARÉES
    «Si l'électricité est propre à utiliser, elle est toujours sale à produire», a fort justement dit Louis Armand. Généralisant le propos à partir du second principe de la thermodynamique, voyons dans les pollutions, quelles qu'elles soient (de la pollution thermique à la pollution visuelle, en passant par le bruit ou les gaz d'échappement d'un moteur), l'expression inéluctable de l'entropisation des systèmes réels.
     En d'autres termes, non seulement le véhicule électrique, à priori localement "propre", doit engendrer ailleurs d'autres pollutions, mais le rendement de sa chaîne thermodynamique étant inférieur (de moitié) à celui de la chaîne thermique, on peut même prédire sans risque d'erreur que sa pollution globale, sous quelque forme que ce soit, est nettement supérieure à celle de son concurrent conventionnel !

1. Une source commune: les hydrocarbures
    On pourrait objecter que le cas de figure est désormais virtuel en France, compte tenu du taux de développement du S.E.N.F. (Système Electro-Nucléaire Français), sans équivalent absolu ou relatif ailleurs dans le monde. Mais, d'une part les sources non-nucléaires d'électricité représentent en France encore plus du quart du total (dont la moitié pour l'hydraulique [15]), d'autre part les grands pays voisins (Italie, Espagne, Allemagne, voire Grande-Bretagne) ont une politique énergétique radicalement différente de la nôtre[16], fondée sur le gaz, le pétrole ou le charbon selon les cas. Les possibilités d'exportation d'une filière du véhicule électrique s'en trouveront d'autant plus limitées, empêchant les constructeurs français d'atteindre les seuils d'une éventuelle rentabilité.[17]
    Sur les bases thermodynamiques précédentes, le diagnostic des pollutions est clair: le véhicule électrique, s'il est en effet localement propre du point de vue des émissions gazeuses immédiates - ce qui constitue un indéniable avantage pour la santé - il est responsable du double d'émissions carbonées au niveau global; 

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la différence est moins marquée pour les oxydes d'azote (ou pour l'ozone) et pour les P.A.N. (per-acétylnitrates), mais aggravée pour les oxydes de soufre, abondamment émis au niveau des centrales électrogènes (fuels lourds) alors qu'ils sont sensiblement absents des émissions gazeuses des véhicules thermiques (fuels légers). Le verdict est donc sans appel en ce qui concerne deux problèmes écologiques majeurs d'actualité et d'avenir: l'effet de serre dû au C02, la pollution acide transfrontière due aux S02/SO3.
Paradoxalement, il n'est jusqu'à l'avantage thermodynamique local du moteur électrique qui ne se retourne contre le véhicule homonyme: son faible niveau de bruit est un risque potentiel pour la sécurité des piétons; sa faible pollution thermique le prive d'un chauffage efficace en mauvaise saison (limitant donc son emploi sous climats rudes, et pénalisant son exportation par exemple en Suisse ou en Scandinavie).[18]Signalons également que le plomb et le cadmium, utilisés pour les accumulateurs, font partie des "métaux lourds" les plus polluants qui soient à tous les niveaux de la chaîne minière et industrielle.
    L'utilisation de la source carbonée particulière que constitue le méthane, ou gaz naturel, sera envisagée ci-dessous.

2. Une source particulière: le nucléaire
    On tombe alors dans la difficulté de comparer des choses peu comparables, les sources primaires étant spécifiques à chaque type de véhicule.
    L'argument de "l'indépendance énergétique" est loin d'être financièrement décisif: 40% des 240 milliards de FF d'emprunts contractés par E.D.F. (Electricité de France) pour mettre en oeuvre le S.E.N.F. l'ont été en devises étrangères fortes. En ce qui concerne le risque, on passe de la pollution chimique locale, qualifiable de certaine mais néanmoins de modérée, au risque stochastique de l'accident nucléaire, qualifiable d'aléatoire mais néanmoins de majeur. Même si le produit des deux termes gravité x probabilité peut être considéré comme éventuellement constant par compensations, le "choix" d'une filière relève d'un niveau politique, voire éthique, généralement occulté, mais que nous ne pouvons développer davantage ici. En outre, la chaîne électro-nucléaire n'est pas exempte d'émissions carbonées (ou autres), notamment via le béton et les engins des travaux d'infrastructures des centrales, et le fonctionnement de celles-ci (sans compter la pollution thermique des rivièresl [19]).
Reste à évaluer l'impact d'une flottille de véhicules électriques sur la consommation électro-nucléaire. En écartant des formules à l'emporte-pièce comme celles d'un ancien ministre de l'Environnement [20]ou même des affirmations non fausses mais simplistes, comme celles de l'ADEME (loc. cit., p. 4-5) pour qui «un scénario assez ambitieux de pénétration du véhicule électrique [...] se traduirait par une économie d'énergie de l'ordre de 1,15 millions de tonnes d'équivalent-pétrole" et représenterait "entre 7 et 9 mois de production d'une centrale nucléaire»[21], on doit souligner que c'est en terme de puissance appelée, et non d'énergie consommée, que de tels calculs doivent être conduits; 

suite:
la dernière pratique équivaut en effet à admettre que la recharge des batteries s'effectue 24 heures sur 24... ce qui reviendrait purement et simplement à l'immobilisation des véhicules en cause.
    Plus prosaïquement, la recharge d'un véhicule dc capacité moyenne 9,2 kWh, à raison de 4 heures par jour, avec un rendement de charge/décharge égal à 0,65 et des pertes en ligne entre centrale et chargeur égales à 7%, appelle une puissance installée de 3,8 kW (9,2/4 x 1/0,65 x 1/0,93): une tranche nucléaire de 1'000 MWé, soit un million de kW, peut donc alimenter un peu plus de 250'000 véhicules. L'investissement correspondant à une tranche nucléaire (annexes et lignes comprises) étant de l'ordre de 10 milliards de F, la dépense moyenne ressortirait donc à quelque 10'000 FF par véhicule[22],en admettant une durée de vie de 6 ans pour ceux-ci et de 24 ans pour les centrales. Ceci pour 1% seulement du parc automobile français, ou 5% des «cinq millions de secondes voitures» considérées par Que Choisir comme pouvant être «aisément (sic!) remplacées par des modèles électriques». Le remplacement de ces 5 millions de véhicules nécessiterait en fait l'existence de pas moins de 20 tranches nucléaires, soit plus du tiers du parc électronucléaire actuel.
Note
- Si l'électricité utilisée était d'origine thermique, l'émission globale résultante d'oxydes de soufre et de carbone serait nettement supérieure à celle engendrée par une flotte équivalente de véhicules thermiques, et renforcerait d'autant l'acidification atmosphérique transfrontière et l'effet de serre, respectivement. Le bilan serait plus nuancé pour les oxydes d'azote et l'ozone, bien que le développement du pot catalytique soit une réponse assez efficace à de tels problèmes;
- Si l'électricité utilisée était d'origine nucléaire (c'est majoritairement le cas en France, mais en France seulement), le risque encouru changerait fondamentalement de nature: V. ALTERNATIVES AUX VÉHICULES THERMIQUE ET ÉLECTRIQUE     Même bonne, une question mal posée ne saurait qu'appeler une mauvaise réponse. Comment donc résoudre le dilemme d'un bilan énergétique et économique somme toute médiocre du véhicule électrique, et d'une nuisance urbaine réelle du véhicule thermique conventionnel? Peut-être en refusant leur opposition un peu manichéenne, par la recherche d'alternatives, simultanées et non exclusives, aux deux solutions ainsi proposees.

1. Une incitation ferme (gratuité + obligation) d'une révision périodique sérieuse du fonctionnement (allumage et carburation) de 10% des véhicules thermiques permettrait d'améliorer de quelque 10% consommation et pollution, soit aussi bien qu'une flotille de 250'000 véhicules électriques, pour un coût nettement inférieur (800 FF x 2,5 millions de véhicules = 2 milliards de FF, contre un différentiel d'achat de 250'000 x 80'000 FF = 20 milliards de FF). Plus simplement encore, et pour un coût plus faible, une campagne en faveur d'une "conduite douce" en ville (-20% sur la consommation/pollution, surtout celles des véhicules utilitaires) donnerait les mêmes résultats, si elle était adoptée par le quart des conducteurs (0,25 x 5 millions x 0,20 = 250'000 équivalents-véhicules). Les deux mesures sont de plus en partie cumulables.

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2. La substitution du gaz naturel comprimé au gazole ou à l'essence pour les véhicules secondaires présenterait un bilan bien plus favorable que celui du véhicule électrique. 

Selon François Samard (Le Progrès de Lyon, 16 avril 1994, p. 4), s'appuyant sur des études de l'ADEME et de G.D.F. (Gaz de France), le G.N.V., entendez Gaz Naturel Véhicule, offre une autonomie beaucoup plus grande que l'électricité (200 à 300 km) et surtout peut venir alimenter une voiture essence moyennant la pose d'un équipement spécial revenant à un peu plus de 10'000 FF. La pollution atmosphérique étant inférieure de près de 40% à celle du gazole, notamment à froid (car le méthane est l'hydrocarbure le plus riche en hydrogène, lui-même riche en énergie et générateur d'eau à la combustion), un parc de 250'000 V.G.N. diminuerait autant la pollution urbaine que 100'000 véhicules électriques, sans leurs inconvénients (pollution générale et coût)
    Du point de vue géopolitique, le gaz naturel, certes consommateur de devises, est plus sûr que le pétrole, en raison de la diversification des approvisionnements, et ne présente pas les risques du nucléaire. Dans un récent article (Décisions Environnement, No 27, juin 1994, p. 16), Xavier Bourguignat, chargé de mission "Gaz naturel pour véhicules" au ministère français de l'Industrie, estime que les "flottes captives publiques" (Etat, collectivités) représentent "en France un marché évalué entre 300'000 et 400'000 véhicules", avec un premier objectif d'équipement portant sur le quart de ce parc. En Italie, ce sont "près de 270'000 véhicules qui sont déja équipés pour le gaz naturel", avec l'argument de l'exportabilité.

3. Le développement des transports en commun à traction électrique, en site propre souterrain (métro) ou de surface (trolleybus, tramway) concilierait les avantages des deux types de véhicules autonomes: propreté locale et souplesse secondaire du vecteur électricité, efficacité et commodité du moteur thermique (le rendement de la chaîne remonte à 0,24, proche de celui du diesel, compte tenu de la suppression de la phase de charge/décharge des accumulateurs). Reste évidemment posée la question des infrastructures urbaines et péri-urbaines nécessaires, dont des parkings de dissuasion pour les banlieusards; le rendement des véhicules utilitaires remonterait proportionnellement aux espaces de circulation ainsi libérés.
En fait, le véhicule électrique autonome, déja considéré implicitement comme marginal par ses supporteurs les plus honnêtes [23],ne saurait être que "marginal dans la marginalité". Son emploi, malcommode et coûteux, ne peut se concevoir que dans les rares cas où le critère de qualité l'emporte impérativement sur toute autre considération: quelques centre-ville hyperpollués (comme Athènes ou Rome [24]); des quartiers historiques ou des stations touristiques (comme Saas Fee) et et des espaces verts; les campus universitaires et hospitaliers; certaines emprises d'usines et d'ateliers; le tout ne devrait pas générer (en France) plus de quelques (dizaines de) milliers de véhicules, sans incidence locale et générale sérieuse. 

suite:
Concrètement, d'autres approches intellectuelles et matérielles doivent être mises en oeuvre pour répondre aux réels problèmes de la circulation urbaine.

VI. POURQUOI UNE TELLE FAVEUR POUR LE VÉHICULE ÉLECTRIQUE?

    En fin de compte, suite au bilan pour le moins mitigé qui vient d'être dressé, comment expliquer la vigueur de la campagne de promotion soutenue par des pouvoirs publics et certaines collectivités, en faveur du véhicule électrique? Les raisons nous semblent être de trois ordres principaux, inavoués ou sincères et, dans le dernier cas, conscients ou inconscients.
    Un premier fait de société est la faveur dont jouit, depuis sa découverte, la "Fée Electricité", faveur que ne peuvent évidemment démentir les succès spectaculaires plus récents de l'électronique, de la régulation, des supports médiatiques, etc. Seule la méconnaissance publique assez générale des lois de la thermodynamique [25]peut expliquer un engouement aussi simpliste: Si l'électricité est en effet un incomparable et génial outil de qualité, à plus forte raison conviendrait-il de ne pas le dilapider à des fins quantitatives; l'exemple du chauffage électrique (et de tous les sophismes, plus ou moins avalisés par les pouvoirs publics, qui ont accompagné sa promotion) est bien là pour nous démontrer les difficultés de toute rationalité en de tels domaines (mais les faits sont têtus, et la facture finit bien un jour par rattraper le cliente [26]).
Une seconde explication réside dans l'intérêt qu'ont les lobbies industriels et commerciaux à s'avancer derrière le paravent opportuniste de la défense de l'environnement et de la santé, évitant ainsi la remise en cause fondamentale de leurs activités. Electricité de France [27]est ainsi gagnante sur deux plans: matériellement, le véhicule électrique autonome contribuerait - si peu que ce soit - au "lissage diurne-nocturne" de la production/consommation de base des centrales nucléaires (cf. note 11); psychologiquement, le nucléaire ("qui n'émet aucun gaz", comme chacun sait) bénéficie d'une couche supplémentaire de peinture verte, le cas Tchernobyl passant aux oubliettes de l'histoire. Quant à l'industrie automobile en général, comme E.D.F., elle peut voir dans le véhicule électrique, sinon de véritables et rentables débouchés, du moins l'occasion rêvée de se laver du soupçon hélas plus que confirmé de polluant (urbain et global) majeur et croissant. Bref, avec la voiture électrique, définitivement, "tout le monde il est beau (ou silencieux), tout le monde il est gentil (ou non polluant)", et la question ne sera pas posée.
    Quelle question au juste?! Celle du phénomène automobile qui, on ne le dira jamais assez, a complètement modelé nos sociétés en une génération: mobilité des personnes et des biens, développement de "l'urbanisation péri-urbaine", tout ce qui détermine étroitement la vie quotidienne de millions d'individus aurait-il été possible sans la croissance du parc "automobile"? 

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Et, pour mieux saisir la vanité de certains arguments face à de tels problèmes, ne suffit-il pas de poser, par exemple, la question suivante: en quoi les embouteillages urbains seront-ils réglés par le remplacement d'un million de véhicules individuels thermiques par un million de véhicules individuels électriques?
    Bref, pour reprendre une formule banale mais ô combien méritée, l'automobile est bien un "fait de société majeur", et l'engouement actuel de certains pour le véhicule électrique pourrait bien n'être qu'un aspect de la volonté freudienne de ne pas remettre en cause (ni à travers le comportement individuel et collectif, ni à travers une véritable politique de l'urbanisme et des transports) une activité dont tout le monde (particuliers, industriels, Etat) peut se satisfaire à court et moyen terme. Autrement dit, scientifiquement et techniquement hérétique (ou "vicieux"), le véhicule électrique autonome est au contraire sociologiquement et politiquement orthodoxe (ou "vertueux"), d'où le pseudo-consensus actuel à son propos. Comme quoi, derrière la technique, se cache toujours l'humain, ce que n'ont pas encore compris la plupart des politiques.

CONCLUSION

Face à la pollution et à l'engorgement croissants de nos cités par la voiture individuelle à moteur thermique, le véhicule électrique autonome possède à première vue l'avantage d'une nuisance atmosphérique locale sensiblement nulle. Mais il présente à la réflexion des caractéristiques d'autonomie, de capacité, de confort, d'accélération, voire de vitesse, qui limitent très sérieusement son emploi dans le même contexte (voir tableau 4). En outre, l'analyse thermodynamique et économique de la chaîne aboutissant au véhicule électrique souligne les nettes infériorités de celui-ci comparé au véhicule thermique correspondant:
- quels que soient les scénarios d'utilisation, le coût pratique du véhicule électrique est de 1,5 à 2 fois plus élevé que celui de son concurrent traditionnel; à capacité pondérale égale, le constat est encore plus sévère. Rien ne semble pouvoir lever à moyen terme de telles limitations, dues pour l'essentiel à l'impossibilité de stocker de l'énergie électrique de manière commode, massive et peu coûteuse.

suite:
On doit en outre s'interroger sur le prix à payer si cette fausse solution à un réel problème parvenait, par quelque subterfuge réglementaire ou financier, à recevoir "droit de cité":
- au "supplice chinois" de la pollution chimique rapprochée se substituerait le risque stochastique de la pollution radioactive, qualifiable de "roulette russe" depuis un certain Tchernobyl;
si l'électricité utilisée était d'origine hydraulique ou photovoltaique [28]alors le véhicule électrique serait de nature "solaire indirecte", ce qui pourrait satisfaire à la plupart des risques d'accidents et/ou de pollutions. MAIS, outre le fait que les barrages n'ont rien d'innocent pour l'environnement (biologique ou pour le paysage), la chaîne énergétique conduisant ainsi du photon à l'électron présenterait un rendement encore plus faible que précédemment.
    En d'autres termes, seule une vision sectorielle ou partisane, fondée sur l'ignorance thermodynamique ou la satisfaction d'intérêts particuliers, peut laisser se développer l'idée d'une contribution positive et significative du véhicule électrique autonome aux problèmes d'environnement et de santé publique. En réalité, le "M.M.V.U." (moins mauvais véhicule urbain) est actuellement: - Si l'on privilégie performances, coût et rendement: le véhicule diesel autonome convenablement conduit et réglé;
- Si l'on privilégie intérêt général et rendement: le véhicule électrique captif (trolleybus, tramway ou métro);
- Si l'on veut concilier les critères précédents: le véhicule thermique autonome fonctionnant à partir du gaz naturel.
    En fait, le mythe de la voiture électrique doit plutôt être vu comme une fausse réponse au vrai problème du dysfonctionnement du système urbain, fondé sur une utilisation inconsidérée d'une ressource naturelle fossile et polluante: le pétrole. Seule une remise en cause approfondie de la situation actuelle pourrait apporter réponse à ce qui n'est autre qu'un véritable problème de société.
 
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FIGURES
(cliquez dessus pour la taille réelle)
Figure 1: coût / véhicule
Figure 1
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Tableau 1: chaîne thermique
Tableau 1
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Tableau 2: ratios thermique / électrique
Tableau 2
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Tableau 4: scénarios
Tableau 3
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Tableau 4: avantages / inconvénients comparés
Tableau 4
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1995: texte précédent 
ou
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NOTES
* En se tournant vers l'avenir, on peut songer aussi au générateur électrique embarqué, fonctionnant à partir d'une source chimique (méthane, voire hydrogène) utilisée par voie thermique ou comme source de pile à combustible.
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[1]. Ce que ne fait pas l'ADEME, qui compare sans autre les consommations d'un utilitaire thermique moyen (type J 5, gratifié d'une consommation de 16,8 litres d'essence aux 100 km, pour une charge utile supérieure à 1,5 tonne) à celles d'un véhicule électrique consommant, d'après le constructeur, 80 kWh/100 km (type J 5/C 25 P.S.A. ou Master Renault, de charge utile égale à 800 kg).
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[2]. Le cas de l'électricité d'origine nucléaire, propre à la France, sera traité plus loin.
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[3]. Rendements de Carnot voisins de 0,35. Ce chiffre est vérifiable en considérant qu'un véhicule roulant chargé à 100 km/h à la puissance mécanique réelle de 40 ch consomme environ 8 litres de gazole aux 100 km: 29 kWh divisé par 80 kWh (1 litre = 0,82 kg = 8'600 kcalories = 10 kWh) donne en effet 0,37 pour le rendement optimal d'un moteur diesel de 60 ch de puissance nominale.
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[4]. Cette manière de calculer donne un résultat en effet très voisin de la "consommation moyenne au réseau E.D.F." annoncée par le constructeur: en moyenne 15,1 contre 14,5 kWh/100 km. Ce qui laisse apparaître clairement que le rendement de charge/ décharge des batteries n'a pas été pris en compte dans cette expression, et amène la consommation moyenne réelle à 15,1/0,65 = 23 kWh/100 km.
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[5]. Les conditions de circulation sont alors qualifiables de moyennes à bonnes. L'écart se réduirait en faveur du véhicule électrique dans le cas de conditions médiocres à mauvaises, avec embouteillages ou intermittences pour livraisons. Mais il est vrai que le second cas ne concerne pas l'utilisation domicile/travail, et que le premier peut être résolu par la circulation des utilitaires dans les sites propres réservés aux bus et taxis.
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[6]. Les charges pondérales utiles moyennes des 2 types de véhicules Sont de 570 et 275 kg respectivement, soit un ratio thermique/électrique égal à 2,1; la comparaison est un peu moins défavorable au véhicule électrique, exprimée en volume utile (2,6 contre 1,8 m3, soit un ratio égal à 1,4).
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[7]. Cf. Paul Valéry: «Il n'est point de rêverie opposable au théorème de Carnot».
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[8]. A noter - ce qui n'est évidemment pas un hasard - que charge utile + poids du réservoir énergétique forment un total assez voisin dans les deux cas: 660 et 575 kg. Mais si la charge utile représente plus de la moitié du poids à vide du véhicule thermique, elle n'en atteint pas le tiers pour le véhicule électrique.
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[9]. A moins que l'on dispose de deux véhicules par livreur, ce qui devient prohibitif compte tenu du prix d'achat des véhicules électriques. Mais un livreur qui ne travaille que 4 heures par jour n'est évidemment pas une formule plus rentable!
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[10]. Mais l'on tombe alors dans un créneau kilométrique où le prix de revient du véhicule électrique est nettement défavorable (voir tableau 3).
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[11]. Même problème pour le lissage quotidien dcs centrales électrogènes, d'où des subterfuges comme les S.T.E.P. (Station de Transfert d'Energie par Pompage), où le courant électrique excédentaire de nuit sert à stocker en altitude de l'énergie, returbinée vers le bas pendant le jour. A citer aussi l'ingénieux système jadis utilisé par une commune suisse: au départ d'une ligne de bus, un moteur électrique fixe lance un lourd volant d'inertie embarqué sur le véhicule; un embrayage permet de transmettre aux roues l'énergie cinétique ainsi stockée, le système étant débrayé et tournant à vide dans les embouteillages. On peut même envisager sa recharge (partielle) par effet de frein moteur dans les descentes.
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[12]. Le prototype Peugeot Ion, "Horizon 2000", alimenté par des batteries Ni/Cd SAFT, présenterait les performances suivantes: puissance 20kW (27 ch.), vitesse maximale 105 km/h, autonomie 130 km.
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[13]. En sortie d'usine (raffinerie ou centrale électrogène), les coûts respectifs du gazole (1,2 FF le litre, soit 0,12 FF le kWh) et du kwhé (0,25 FF/kWh) sont dans un ratio proche du rapport des rendements de Carnot. La situation est alors assez voisine de celle des chauffages thermique et électrique comparés dans les mêmes conditions d'isolation.
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[14]. Dans ces conditions, loin d'être défavorables à l'électricité (sauf subterfuges supplémentaires, voire temporaires, pour attirer la clientèle), le ratio économique gazole/électricité, égal à 0,77, n'atteint pas encore l'unité.
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[15]. Même paré de toutes les qualités pour certains écologistes (ou se prétendant tels, comme la C.N.R., Compagnie Nationale du Rhône...), l'hydraulique est loin d'être innocent, notamment pour les sites et l'hydrobiologie; il est en outre arrivé en France à la limite de ses possibilités d'aménagement.
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[16]. Car le nucléaire "civil" découle chez nous pour l'essentiel du choix politique, et non économique, du nucléaire militaire.
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[17]. Bref, toutes proportions gardées, on risque de retrouver - phénomène bien français - le "syndrome Concorde".
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[18]. Sur les huit constructeurs de véhicules électriques, un seul (Jeanneau Lyra, modèle suisse) prend le ridicule d'offrir le chauffage électrique (à prendre sur la puissance nominale de 4 kw...), tandis que trois autres, dont Aixam, proposent un dispositif de chauffage au gazole (sic!) et que quatre ne proposent rien du tout. A plus forte raison la climatisation (pour pays chauds) ne saurait-elle être envisagée.
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[19]. Pollution thermique supérieure de 30% pour les centrales nucléaires comparées aux centrales à fuel, compte tenu des rendements respectifs, 0,32 et 0,38.
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[20]. Michel Crépeau qui, le 15 novembre 1993, déclarait (France-Inter: "Le téléphone sonne") qu'une seule tranche nucléaire suffirait à faire rouler toutes les voitures de France.
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[21]. La production d'une tranche nucléaire de 1000 MWé fonctionnant pendant 8 mois à puissance maximale avec un taux de disponibilité de 75% est égale à 4,3 milliards de kWh (1 million de kw x 0,75 x 240 jours x 24 heures). L'équivalent en énergie électrique de 1,15 millions de tonnes de pétrole est en effet de 4,4 milliards de kwh, avec un rendement égal à 0,32 et une valeur énergétique du pétrole égale à 10,5 kcal/g, Soit 12,2 kwh/kg. Le tout pour une valeur d'un milliard de F environ.
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[22]. Soit le montant moyen de la subvention ADEME accordée à l'achat d'un véhicule électrique, montant égal au surcoût d'un véhicule à gaz naturel (modèle disponible: 106 Peugeot).
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[23]. Ainsi: "Seule restriction à ce tableau presque idéal (du véhicule électrique): ses caractéristiques actuelles (autonomie, vitesse de pointe, obligation de recharge de nuit) ne sont essentiellement compatibles qu'avec un usage utilitaire dans des flottes importantes". (Brochure commune Envirhônalpes, INDUSTELEC, ADEME, E.D.F.-6.D.F Services; 4 pages non datées.)
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[24]. Mais il faudra adapter le caractère du conducteur méditerranéen aux faibles vitesse et accélération du véhicule électrique.
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[25]. Quand comprendra-t-on que l'électricité n'est pas une source source primaire), mais un vecteur (= source secondaire) d'énergie?
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[26]. Peut-être en viendra-t-on un jour à interdire le véhicule électrique, comme le canton de Genève et l'Autriche l'ont fait pour le chauffage électrique!
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[27]. On regrettera simplement que G.D.F. ne fasse pas preuve d'autant de pugnacité technico-commerciale que sa "grande soeur" E.D.F.
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[28]. Parmi les divers prototypes de véhicule solaire, on peut citer la Suncarbon de Gérard Jumeaux, voiture de course à panneaux solaires (504 cellules en série fournissant 480 W) et à batteries (représentant les deux tiers du poids du véhicule!). Vitesse maximale 115 km/h; autonomie 50 à 60 km par temps gris, illimitée par temps ensoleillé (revue Observez, hors-série No 9, 1994, p. 6).
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