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.
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;
p.79
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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. - 0,26 pour le véhicule thermique,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);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. Le tableau 2 compare les caractéristiques énergétiques et mécaniques des deux types de véhicules. Pour éviter tout biais méthodologique, nous avons confronté: (suite)
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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);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] p.80
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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 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)
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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. 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
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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
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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. - 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: 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. p.82
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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)
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.
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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.
p.83
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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:
(suite)
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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 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. p.84
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Tableau 1
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Tableau 2
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Tableau 3
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Tableau 4
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