voiture électrique comme voiture de demain formes de mobilités électriques

Transcription

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2 Plan Préambule La technique voiture électrique comme voiture de demain Les défis de la voiture électrique D'autres formes de mobilités électriques

3 Préambule technique

4 Préambule technique Le moteur à combustion interne

5 Préambule technique Le moteur à combustion interne Rendement 35 à 40 % Multiplicité des pièces Pertes thermodynamiques Pertes en chaleur Consommations annexes pour le fonctionnement du moteur Usure Conversion du mouvement de translation alternée des pistons en un mouvement rotatif continu

6 Préambule technique La dynamo

7 Préambule technique L'induction électromagnétique

8 Préambule technique Le moteur électrique asynchrone

9 Préambule technique Le moteur électrique synchrone

10 Préambule technique Rendements comparés Le moteur électrique 2,5 fois plus efficace que le thermique Thermique Électrique Distribution 0,98 0,92 Stockage 1 0,8 Moteur 0,2 0,8

11 Préambule technique Le moteur hybride Série Parallèle Dérivation de puissance

12 Préambule technique La batterie électrique Le lithium, solution dominante

13 La voiture électrique comme voiture de demain

14 La voiture électrique comme voiture de demain Les différentes filières énergétiques des débuts de l'automobile

15 La voiture électrique comme voiture de demain Une filière électrique crédible

16 La voiture électrique comme voiture de demain Mais des critères de jugement défavorables L'autonomie et la faiblesse des pneus pour les poids importants Les courses de longue distance Le plaisir du bricolage et de la réparation La guerre

17 La voiture électrique comme voiture de demain Une existence marginale dans l'entre-deuxguerres : les utilitaires Allemagne Grande-Bretagne

18 La voiture électrique comme voiture de demain Les années 1970, un nouvel espoir électrique? Evolution de l'image de l'automobile Questions environnementales Bruit Pollution Question énergétique Interrogations sur la place de l'automobile en ville

19 La voiture électrique De nouvelles générations depuis les années 1990 Questions environnementales renouvelées Tentatives avortées et expérimentations PSA Tulip GM EV1 Daimler à Rügen La contrainte énergie-climat Une nouvelle phase de démocratisation de l'automobile à l'échelle mondiale? Les origines d'un mouvement plus fort depuis les années 2000?

20 La voiture électrique comme voiture de demain Pourquoi l'électrique est demeurée une solution marginale? L'autonomie est-elle le vrai problème? La nécessaire contextualisation socio-culturelle de la technique Les capacités de captation de la voiture thermique L'automobile électrique, éternelle voiture de demain?

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22 Les avantages perçus a priori de l'électricité Moins de bruit Pas de pollution locale Moins d'émissions de CO2 Un véhicule propre?

23 Les inconvénients perçus a priori de l'électricité L'autonomie Le manque d'équipement Stations de recharge Le coût L'image ambivalente

24 Juger de ces avantages et inconvénients : l'analyse du cycle de vie des véhicules électriques et thermiques Les 3 vies du produit Sa production Ses utilisations Son démantèlement et son recyclage Une analyse multi-critère Consommation des ressources Consommation énergétique Impact environnemental Impact social

25 Lignes minimales à suivre pour une comparaison Tenir compte de la fabrication des véhicules Comparer des véhicules comparables Peu Poids, puissance Conditions réelles d'utilisation Considérer les consommations accessoires (chauffage, ventilation, etc.) Analyser les modes de production de l'électricité d'études réellement aussi complètes Des méthodologies variées Des hypothèses rendant difficilement comparables les résultats

26 L'analyse Analyse en cycle de vie d'un véhicule moyen Comparaison de deux paysages énergétiques de l'ademe France Allemagne Comparaison de deux scénarios énergétiques

27 Potentiel d'épuisement des ressources fossiles

28 Consommation d'énergie primaire totale

29 Potentiel de changement climatique

30 Potentiel d'acidification

31 Potentel d'eutrophisation de l'eau

32 Potentiel de création d'ozone photochimique

33 L'épuisement Le lithium Les des ressources Controverses sur des réserves mal connues Concurrence avec l'industrie de l'électronique effets de la fabrication Une pollution locale, mais délocalisée Le cuivre, l'aluminium : coût et modalités de production Un impact discuté La fabrication de la batterie serait-elle mineure par rapport à l'utilisation (~15%)? L'impact de la fabrication serait-il de ~40 g de CO2 par km parcouru pendant la vie du véhicule?

34 Une faible densité d'énergie

35 Un bruit réduit mais dans quel milieu? Un effet net en ville (faible vitesse, accélérations) Peu d'effet en interurbain (bruit de roulement, frottement de l'air) La voiture est-elle pertinente en ville?

36 Agir sur la pollution de l'air Un problème toujours crucial en ville NOx Particules fines Le déplacement de la pollution par la voiture électrique, de la ville aux zones rurales Le décalage temporel de certaines émissions L'ozone, sensible à la lumière du soleil

37 Moins d'émissions de CO2? Forte dépendance au mix électrique de chaque territoire ~80 g/km en électrique contre ~160 g/km en thermique (en Europe) En France : émissions réduites En Allemagne : émissions similaires

38 La nature de la production électrique

39 Moins d'émissions de CO2? Une situation favorable dans le cadre des objectifs de baisse des émissions de CO2 dans la production électrique Des émissions centralisées et non locales Une meilleure possibilité de les capter?

40 Quelles conséquences pour l'électrification de tout le parc français d'automobiles individuelles? Consommation des transports terrestres : ~550 TWh Dont automobiles individuelles : ~300 TWh Consommation équivalent en électrique : ~120 TWh Production électrique nationale : ~450 TWh Soit 15 GW de centrales à gaz (8 milliards d'euros) Rendement électrique : 2,5 fois le rendement thermique Production supplémentaire nécessaire : Soit 15 GW de centrales à charbon (23 milliards d'euros) Emissions de CO2 : - 40 % Emissions de CO2 : + 50 % Soit 15 GW de nucléaire (55 milliards d'euros) Soit 55 GW d'éoliennes (55 milliards d'euros) Soit 110 GW de panneaux photovoltaïques (500 milliards d'euros) Renforcement du réseau électrique

41 Quelles conséquences pour l'électrification de tout le parc français d'automobiles individuelles? Consommation des transports terrestres : ~550 TWh Dont automobiles individuelles : ~300 TWh Rendement électrique : 2,5 fois le rendement thermique Consommation équivalent en électrique : ~120 TWh Production électrique nationale : ~450 TWh

42 Quelles conséquences pour l'électrification de tout le parc français d'automobiles individuelles? Production supplémentaire nécessaire : Soit 15 GW de centrales à gaz (8 milliards d'euros) Soit 15 GW de centrales à charbon (23 milliards d'euros) Emissions de CO2 : - 40 % Emissions de CO2 : + 50 % Soit 15 GW de nucléaire (55 milliards d'euros) Soit 55 GW d'éoliennes (55 milliards d'euros) Soit 110 GW de panneaux photovoltaïques (500 milliards d'euros) Renforcement du réseau électrique

43 Quelles conséquences pour l'électrification de tout le parc français d'automobiles individuelles? Le gaz, solution la plus probable économiquement Des émissions de CO2 réduites, mais toujours du même ordre de grandeur Un approvisionnement assez mal assuré à long terme Mer du Nord (50 %) : pic de production passé Russie (15 %) : incertitudes Algérie (10 %) : déstabilisation possible

44 L'autonomie Une focalisation sur cette question Une autonomie mal connue La remise en cause de l'automobile comme liberté L'incarnation inconsciente d'un problème plus vaste : la limitation des possibilités humaines? Autonomie théorique et autonomie en conditions réelles Vieillissement des batteries Ordre de grandeurs moyen de l'autonomie : 150 à 250 km Parcours quotidien moyen en France tous modes confondus : ~ 30 km

45 La recharge L'équipement des foyers Les pics de recharge Soirée ou nuit : un pic insurmontable en cas de diffusion du véhicule électrique La nécessité d'une gestion collective des recharges Réduction des temps de charge et augmentation des puissances demandées : un risque supplémentaire Capacités productives et réseaux peuvent-ils l'assumer? La puissance disponible Quelle émissions de CO2 pour les productions à la pointe? La voiture électrique comme facteur optimisant le fonctionnement de la production électrique? Le nivellement de la demande

46 Les stations de recharge Le projet Electric (Allemagne, Suède, Pays-Bas, Danemark) Parallèle avec l'équipement des routes au début du XXe siècle Michelin Les stations services

47 Le modèle commercial Location ou achat de la batterie? Coût élevé d'une batterie (~ 5000 euros) Achat plus intéressant pour les gros kilométrages L'autopartage

48 Le marché de l'électrique peut-il décoller? Ventes 2013 en France 1,8 millions de VP (67 % de diesel) hybrides électriques Zoé : 84e modèle le plus vendu en France, première électrique (60 % du marché)

49 La communication

50 La communication

51 La communication

52 La communication

53 Vers un renouvellement des acteurs? Le rôle de constructeurs thermiques De Renault et l'électricité Toyota et l'hybride nouveaux acteurs Bolloré Tesla, Apple, Google...

54 Où se situe l'innovation d'autolib? Gouvernance du service? Energie? Batterie? Libre-service? Trace directe? Intégration de Paris et de sa banlieue?

55 D'autres marges de progression? D'autres filières Gaz Agrocarburants Air comprimé Hydrogène L'automobile électrique comme aiguillon?

56 D'autres solutions pour l'automobile Réduction du poids Réduction de la consommation Vers 2 L / 100 km? Développement de formes d'utilisation collectives Réduction du kilométrage par individu Réduction du parc

57 L'hybride ou comment la voiture thermique peut de nouveau l'emporter L'hybride rechargeable

58 Y a-t-il vraiment changement de paradigme? Automobile et liberté Automobile et distinction

59 D'autres mobilités électriques

60 D'autres mobilités électriques L'engouement Un système efficace, de grande capacité Un coût élevé pour le tramway Vers un tram à bas coût? Quel report modal?

61 D'autres mobilités électriques L'autobus Un problème d'identité électrique Capter l'image du tramway Busway, Mettis Le Bluetram de Bolloré «Toutes les villes veulent un tram, le problème c'est qu'il faut beaucoup d'autorisations, c'est long à construire, et cher, alors que notre tram sera rapide à installer, et coûtera dix fois moins cher» (Vincent Bolloré)

62 D'autres mobilités électriques Le trolleybus, un échec récurrent en France Le Cristalis Moteurs-roues et plancher bas Lyon, Limoges, Saint-Etienne Le retour de la thématique paysagère L'autobus sur batteries de faible gabarit Minibus, midibus L'autobus biberonné, avenir électrique de l'autobus?

63 D'autres mobilités électriques Le vélo à assistance électrique Principe de fonctionnement Une assistance électrique : maintien de la nécessité de pédaler Contrairement au scooter électrique Une diversité des batteries Plomb-acide : 30 /kwh NiMH : 300 /kwh Li ion : 600 /kwh

64 D'autres mobilités électriques Quel cadre légal pour le vélo à assistance électrique? Généralement considéré comme un vélo (Europe, Chine) Le moteur comme auxiliaire au pédalage Une limitation du moteur en puissance et en vitesse Mais des cas particuliers conflictuels Etat de New York : Assimilation aux automobiles

65 D'autres mobilités électriques Marché mondial du vélo à assistance électrique 2013 : ~ 40 millions d'unités vendues Voitures électriques : ~ unités Répartition géographique : Chine : 32 millions Europe : 1,8 million Japon : Amérique du Nord :

66 D'autres mobilités électriques Le vélo à assistance électrique en Chine Une politique de promotion ancienne (1991) Une explosion du marché dans les années 2000 Quel accès à l'automobile? 200 millions de vélos à assistance électrique Plus que de voitures thermiques Obligation du pédalage, limitations de vitesses : les facilités de bricolage Une politique de motorisation à bas coût La rénovation d'un objet très largement diffusé, le vélo Un parc gigantesque Des arrangements avec le cadre légal

67 D'autres mobilités électriques Le vélo à assistance électrique en Chine Quel impact environnemental? % de batteries au plomb-acide Un coût réduit 2 à 3 batteries au cours de la vie du vélo

68 D'autres mobilités électriques Le vélo à assistance électrique en Europe Parts des marché des pays : Allemagne : 45 % Pays-Bas : 20 % Un marché en croissance de 20 % annuels Une tension sur le nickel Des vélos européens et des vélos importés L'exportation de vélos chinois : quelle batterie?