Le véhicule électrique : les défis à relever

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1 Débat BIP-Enerpresse 14 septembre 2010 Le véhicule électrique : les défis à relever Présenté comme l une des solutions à la lutte contre les émissions de CO2, le véhicule électrique fait, depuis la crise, l objet de toutes les attentions. Les Pouvoirs publics de nombreux pays européens misent dessus, entraînant avec eux les constructeurs automobiles qui présenteront d ici à la fin de l année leurs premiers modèles. Reste des problèmes de taille à résoudre. Quel modèle adopter? Les batteries seront-elles en location et substituables, ou un système de recharge (lente, rapide) est-il indispensable? Les deux sontils vraiment antithétiques? Peut-on imaginer leur cohabitation? De ce modèle technicoéconomique découlera une nouvelle répartition des tâches entre les acteurs du secteur. Elément indispensable de cette technologie, les fabricants de batteries pourraient-ils s imposer face aux constructeurs automobiles? Quelle stratégie ces derniers adopteront-ils? Par ailleurs, le véhicule électrique ira de pair avec une autre révolution : les smart grids. Electriciens et concepteurs de solutions informatiques innovantes joueront un rôle déterminant dans l avènement du véhicule propre. Sont-ils prêts à relever ces défis? Intervenants : Jean-Michel CAVRET, directeur de la Stratégie électro-mobilité, BMW Group France, directeur département Transport VE, EDF, coordinateur interministériel pour les véhicules "décarbonés" Christian MOTTET, responsable VE, IBM Le débat était animé par Romain CHICHEPORTICHE, journaliste à Enerpresse. Le document ci-dessous est une synthèse des débats, lesquels ne sont pas retranscrits in extenso. Romain CHICHEPORTICHE Les véhicules électriques existent déjà, mais surtout au sein de flottes captives et très peu pour les particuliers. Le défi pour les professionnels de la filière est donc de parvenir à convaincre ces derniers d acheter ce type de véhicules.

2 Différents programmes de recherche et développement (50% du Predit, fonds démonstrateurs de l ADEME, plates-formes privé-public) portant notamment sur les véhicules électriques ont été créés suite au Grenelle de l Environnement. La crise a ensuite conduit à la mise en place du Pacte automobile, dans le cadre duquel certains projets d industrialisation sont soutenus : batteries, chaîne de traction électrique Il y a deux ans, il n y avait pas une seule voiture électrique de grand constructeur au Mondial de l Auto de Paris mais seulement des prototypes. Cette année, de nombreux véhicules électriques sont présentés et commercialisés ou en voie de l être. La situation évolue donc rapidement au niveau des constructeurs. Des dizaines de modèles de véhicules électriques vont être lancés sur le marché européen au cours des prochains mois. Les Pouvoirs publics doivent agir non seulement sur la R&D et l industrie mais aussi sur le marché, ce qu ils font via le bonus-malus et les marchés publics. Un premier appel d offres a été lancé sur au moins véhicules. Nous avons été surpris par l importance de l offre : nous avons déjà retenu une vingtaine de constructeurs pour continuer le dialogue compétitif! L objectif est d apporter une visibilité aux firmes automobiles. Autre question, spécifique aux véhicules électriques et hybrides rechargeables : l infrastructure. La principale différence entre véhicules électriques et thermiques est la plus faible autonomie des premiers. La question de la recharge est donc cruciale. Les enquêtes d opinion montrent que les automobilistes attendent de pouvoir recharger leurs véhicules facilement, à leur domicile mais également à l extérieur, en réassurance. L objet de notre débat montre bien que nous sommes maintenant au cœur d enjeux industriels stratégiques dans une dynamique qui nous semble irréversible. Le transport décarboné devient un enjeu majeur, en matière de pollution, de bruit et de santé. La Chine a décidé il y a quelques semaines de consacrer 15 milliards de dollars au développement du véhicule électrique ; les Etats-Unis vont consacrer 3 milliards de dollars aux batteries. Dans ce contexte, des normes et des standards sont nécessaires. Nous y avons d abord travaillé en France sous la coordination de Jean Louis Legrand, avec les acteurs concernés. Puis le gouvernement français à demandé à EDF de présider un groupe de travail francoallemand afin de se mettre d accord sur des normes communes. Désormais, c est au niveau européen qu un focus group CEN/CENELEC présidé par EDF a été mis en place pour travailler sur des normes européennes. Il faut définir par exemple le type de prise pour assurer l intermodalité, les infrastructures, la gestion de la facturation, mettre en place des procédures de certification pour les batteries Autre question à étudier : faut-il faire de la recharge rapide en courant continu ou alternatif?

3 La mise en place de normes passe par ailleurs par une phase de tests en grandeur nature, qui ont trait tant à des questions techniques que sociologiques. Avec Toyota, nous avons lancé des essais qui nous conduisent par exemple à nous interroger sur l aspect du cordon de rechargement! Nous allons par ailleurs tester avec BMW une cinquantaine de Mini électriques à Paris. Romain CHICHEPORTICHE Des MINI E ont déjà été testées à Berlin. Jean-Michel CAVRET Quelque 2 millions de voitures neuves sont vendues chaque année en France. A l horizon 2020, les véhicules électriques et hybrides rechargeables pourraient prendre une part de marché comprise entre 5 et 15%. Si 85 à 95% des voitures neuves resteront non électriques, il faut néanmoins se préoccuper de la raréfaction de l énergie fossile et des problèmes de santé publique. BMW a décidé en 2007 de développer un plan prévoyant dans un premier temps la transformation de modèles existants en véhicules électriques, en vue d introduire en 2013 un véhicule conçu dès le départ pour être électrique. En 2007, nous avons décidé de transformer 612 MINI Cooper en MINI E, véhicule électrique pouvant atteindre 152 km en vitesse de pointe et doté d une autonomie de 160 km en utilisation réelle, sachant que la distance moyenne parcourue en France par une voiture est de moins de 40 km par jour. Nous avons lancé ces tests aux Etats-Unis dès 2008 (Californie, New York), en Grande-Bretagne (Londres, Oxford) et en Allemagne à Berlin. Un nouveau test de véhicules électriques a été lancé ces jours-ci à Munich, avant Paris cet automne puis le Japon et la Chine début Selon les premiers retours d expérience de Berlin, dans 88% des cas, les caractéristiques de la MINI E conviennent aux automobilistes. La plupart des utilisateurs n ont pas eu recours aux bornes de recharge publiques (ils ont rechargé leur véhicule à leur domicile ou au travail et l ont fait en moyenne tous les trois jours et demi). Romain CHICHEPORTICHE EDF a-t-il prévu d augmenter ses capacités de production pour faire face à la demande des véhicules électriques? A l horizon 2020, les véhicules électriques ne représenteront que 1% de la consommation française d électricité. Il n y aura donc aucun problème pour leur fournir l énergie électrique nécessaire.

4 En revanche, il faudra s assurer que tous les véhicules ne soient pas rechargés en même temps. Dans le cadre de nos expérimentations, nous mettons en place des systèmes permettant la recharge en-dehors des heures de pointe. Les expérimentations ont montré que la majorité des utilisateurs ne rechargent pas leurs véhicules toutes les nuits. Six à sept heures seront suffisantes, la nuit, pour les recharger. Produire l électricité nécessaire aux véhicules électriques ne pose aucune difficulté. Le problème de la pointe, en revanche, est important : cela n a de sens d introduire le véhicule électrique que si l électricité utilisée est faiblement carbonée. En France, cela ne pose pas trop de problème compte tenu du parc nucléaire, à condition de rester vigilant sur les consommations de pointe. ErDF est missionné par les Pouvoirs publics sur le renforcement du réseau en amont du point de livraison. Il a aussi une mission naturelle de maîtrise d ouvrage et d assistance aux collectivités territoriales sur ces questions. En moyenne, un véhicule représente 80 kw en France, si bien que la puissance de l ensemble du parc de véhicules représente plusieurs dizaines de fois le parc de production d électricité en France! On pourrait donc utiliser des véhicules électriques pour envoyer de l électricité sur le réseau. Au Danemark, Dong a parfois du mal à vendre son électricité éolienne (en particulier la nuit). D où l intérêt de stocker cette électricité dans les voitures, qui pourraient la restituer ensuite sur le réseau. Mais cela reste encore de la science fiction aujourd hui! Christian MOTTET La recharge des véhicules électriques devra être intelligente, ce qui permettra de réaliser le rêve des électriciens : stocker l énergie. Il faudra veiller à ne pas augmenter la pointe sur le réseau. L essentiel des recharges se feront à domicile, c est-à-dire le soir. Or c est déjà à cette heure que l on observe une pointe sur le réseau électrique. Il faudra donc pouvoir reporter cette recharge dans le temps, sans pour autant imposer de pénibles contraintes à l automobiliste (qui n a pas envie de devoir se relever à 2 heures du matin pour brancher son véhicule électrique!). Dans d autres pays, là où la production électrique se fait à partir de charbon ou de gaz, il faudra faire coïncider la recharge avec les moments où la production à partir d énergies renouvelables est la plus importante. Nous participons au Danemark à un projet de pilotage intelligent de la recharge. Ce projet est mené sur une île située au large de la Suède, où le parc éolien représente plus du tiers de la production électrique. A certains moments, cette production éolienne ne peut être utilisée et est donc perdue. Dans le cadre de ce projet, tous les points de recharge sont intelligents : l automobiliste peut exprimer ses besoins (heure de charge complète souhaitée). Le besoin de recharge en kw est alors calculé, pour chaque particulier et pour l ensemble de l île. Le

5 producteur communique de son côté sa production instantanée et son origine (carbonée ou non). Les prévisions météorologiques sont également prises en compte. Un plan de recharge est élaboré à partir de l ensemble de ces éléments, afin que tous les véhicules soient rechargés à l heure dite. Le système est tellement fin que les automobilistes sont informés de la part d électricité décarbonée qui a permis de recharger leur véhicule. Romain CHICHEPORTICHE Ce système serait-il aisément reproductible sur l ensemble de la France? Christian MOTTET La généralisation passe par la mise en place de bornes de recharge intelligentes. Certes, un véhicule électrique peut dès aujourd hui être rechargé à partir d une prise normale. Mais des bornes intelligentes seront nécessaires dès lors que la part des véhicules électriques commencera à être importante. Reste à déterminer le niveau de cette part. Ces projets sont intéressants mais leur application n est pas encore pour tout de suite. Pour préparer l arrivée des véhicules électriques, il faut faire simple, économique et sécurisé. 80% du temps, le véhicule ne roule pas. Plus de 60% des Français roulent moins de 35 km par jour. Il faut le plus possible utiliser l électricité en dehors des heures de pointe et recharger les véhicules à domicile ou dans les parkings. En voirie, il faudra prévoir à la fois de la charge normale et de la charge rapide. A Tokyo, où des bornes de recharge rapide ont été mises en place, on a observé que les automobilistes utilisaient plus de véhicules électriques Mais ils n utilisaient pas pour autant les bornes de recharge rapide! Cela montre qu il est important de rassurer les utilisateurs. Pour ce qui est du changement des batteries, nous pensons qu il peut avoir un intérêt pour les flottes captives. Mais ce type de projets coûte cher, sans compter que les batteries ne sont pas standardisées à l heure actuelle. Toutes les expériences conduisent à faire le même constat : 90% à 95% des recharges se font à domicile, les 5% à 10% restants se faisant dans l espace public. De même que nous mangeons 90% du temps à domicile ou dans une cantine, même si des restaurants sont présents partout. Il faut réassurer les utilisateurs. Le changement de batteries apparaît intéressant dans la mesure où ce système s apparente en temps à un plein d essence. La charge rapide séduit. Mais plus elle se fait vite, plus elle coûte cher. La certitude, c est qu il faut rassurer. Il faut donc des infrastructures dans l espace public.

6 Les 10% de recharges qui se feront dans l espace public risquent de mobiliser la moitié des investissements réalisés dans les infrastructures. Tout cela pour rassurer les automobilistes. Jean-Michel CAVRET Il faut dix heures pour recharger une MINI E dont la batterie serait complètement à plat, ce qui est rarement le cas, avec une prise standard de 16 ampères (230 volts monophasé). En 32 ampères (ce qui est une option en France), il ne faut plus que 3,8 heures. En option 50 ampères, il ne faut plus que 2,4 heures. A Berlin, dans 94% des cas, les utilisateurs n ont pas eu besoin d utiliser des bornes de recharge publiques. L électricité permet de disposer en quelque sorte d une pompe à essence à domicile. Au Mondial de l Auto de Paris, nous allons lancer des offres permettant, en partenariat avec des constructeurs automobiles, de mettre en place un parcours client. Les automobilistes pourront recharger leur véhicule sur une prise domestique sécurisée. Lorsque des standards de prise européens auront été fixés, nous nous adapterons. La prise que nous proposons résiste au choc et est protégée par un disjoncteur différentiel. Christian MOTTET On parle toujours des inconvénients des véhicules électriques en oubliant de souligner qu à terme, les points de recharge seront beaucoup plus nombreux que les stations-service ne le sont aujourd hui. Les conducteurs qui ont utilisé des véhicules électriques ont du mal à revenir ensuite à des véhicules thermiques. Romain CHICHEPORTICHE Les automobilistes loueront-ils la batterie ou l achèteront-ils? Jean-Michel CAVRET Il est trop tôt pour le dire concernant la BMW Megacity qui sera introduite en Les véhicules électriques du BMW Group seront des véhicules plaisirs. Le segment des véhicules électriques va être segmenté et comprendra entre autres des véhicules premium. La nouvelle génération a un rapport beaucoup plus distancié avec l automobile, soit pour des raisons économiques, soit parce qu elle diffère le passage du permis de conduire. Les véhicules électriques pourraient redonner le goût des véhicules aux jeunes. Nous avons présenté à la presse la BMW Mégacity, conçue dès le départ pour être un véhicule électrique. C est un véhicule quatre places : les véhicules électriques auront les mêmes

7 gabarits que les autres dans beaucoup de cas. Il n y a pas de places de parking différenciées pour les grandes ou petites voitures en ville : il y des places de parking. Nous travaillons sur les usages, l inter-modalité, l auto-partage, sur des voitures beaucoup plus communicantes C est à travers ces éléments qu il sera possible de recréer du désir pour l automobile auprès des jeunes générations. A Strasbourg, une application d EDF permet de localiser la borne électrique la plus proche grâce à la géo-localisation. Il est possible de savoir si cette borne est libre ou non. Cela montre l évolution vers des véhicules communicants. Tous les constructeurs travaillent parallèlement à améliorer les véhicules thermiques, en en réduisant les émissions de CO 2 et la consommation de carburants. Songez qu aujourd hui déjà, nous proposons à la vente un modèle BMW 320d EfficientDynamics développant 163 chevaux, consommant 4,1 litres aux 100 km et émettant 109 g de CO 2 par km. Et nos ingénieurs peuvent encore faire mieux! Le modèle économique changera avec le véhicule électrique. Contrairement à ce qu on dit souvent, il ne s agira pas uniquement d un véhicule urbain mais plutôt d un véhicule périurbain, "rurbain". Dans une ville comme Paris, il faudra peut-être envisager l auto-partage pour parcourir les km par an nécessités par le modèle économique du véhicule électrique, qui coûte plus cher à l achat, à cause de la batterie, mais moins cher en usage car le plein d électricité coûte beaucoup moins cher que celui d essence. Nous n en sommes qu au début des restrictions de circulation en ville pour des raisons d encombrement et de pollution. Certaines grandes villes ont déjà mis en place de telles restrictions. Les collectivités territoriales sont concernées par le développement du véhicule électrique, de même que les professionnels du stationnement, de la grande distribution, des mobiliers urbains Tous devront jouer un jeu plus collectif qu à l heure actuelle. Il est frappant d entendre un constructeur comme BMW, marque premium, parler d auto-partage! Les collectivités territoriales, qui ont des préoccupations premières de mobilité et d occupation du sol (stationnement), joueront un rôle majeur. Nous travaillons sous la direction du Sénateur Louis Nègre sur un Livre Vert dans lequel nous allons leur expliquer, ainsi qu au grand public, les problématiques de standardisation et de normalisation. Nous aborderons aussi les thématiques économiques. Nous fournirons au final une sorte de boîte à outils présentant quatre ou cinq modèles économiques permettant aux différents acteurs de se positionner. Nous avons mené une étude auprès des élus pour connaître leur position. Pour eux, la mobilité vise notamment à favoriser les transports doux et à limiter l usage des voitures en centre-ville.

8 Les véhicules à faibles émissions de dioxyde de carbone n apparaissent pas comme une priorité absolue car les élus cherchent avant tout à promouvoir les modes de transport collectif. Ils sont cependant persuadés que les véhicules électriques sont des alternatives naturelles aux véhicules thermiques. D ici dix à quinze ans, nous serons face à une situation explosive. D un côté, le pétrole aura atteint son pic de production et les biocarburants, la liquéfaction du charbon etc. ne suffiront pas alors que l hydrogène ne sera pas encore compétitif. D un autre côté, le parc automobile mondial devrait avoir doublé. Le marché automobile allemand a baissé de 30% l an dernier mais les constructeurs ont accru leur production de 10% outre-rhin car ils ont exporté 40% de véhicules supplémentaires vers des pays comme la Chine! Face à cette situation, nous n avons pas le choix. Certes, les véhicules thermiques pourront et seront améliorés pour en réduire la consommation. Mais cela ne suffira pas. De ce fait, l électrification du parc est inéluctable. Nous aurons besoin de toutes les solutions (véhicules tout électriques mais aussi hybrides rechargeables, extendeurs d autonomie, pile à combustible ) et ce, à un niveau économique acceptable pour le marché. La problématique énergétique va devenir cruciale dans le transport terrestre. Christian MOTTET D importants investissements sont en cours pour préparer l après-pétrole. IBM reçoit des fonds américains pour préparer des batteries de nouvelle génération qui devraient permettre d ici 10 à 15 ans des autonomies beaucoup plus importantes qu à l heure actuelle. La problématique, en la matière, est celle des nanomatériaux. De la salle Quels types de batteries sont utilisés dans les tests réalisés par BMW sur ses véhicules électriques? Jean-Michel CAVRET Dans les premiers tests de MINI E en 2008, des batteries lithium-ion. Entre 2011 et 2013, pour la BMW Active E sur la base du Coupé série 1, nous utiliserons de nouvelles générations de batteries lithium-ion, en vue d une autonomie de 160 km en utilisation réelle. Tout le monde a compris que le développement des véhicules électriques était inéluctable, y compris les compagnies pétrolières. Si le véhicule électrique ne fonctionne pas en France, il ne fonctionnera nulle part ailleurs! Avec de l électricité décarbonée, les émissions des véhicules électriques sont inférieures à 10 g par km. De la salle

9 Quelle est l implication des constructeurs français dans le développement des véhicules électriques? Comme vous le savez, EDF a signé des accords avec Renault et PSA pour favoriser le développement des véhicules électriques. Les constructeurs français ont été très impliqués dans les travaux des groupes Legrand sur les infrastructures nécessaires, les standards et les normes. Ils proposent différents modèles, avec différents partenaires, et sont bien positionnés. De la salle En Chine, l importance des scooters électriques est frappante. On en compte 30 millions. En France, il semblerait qu il n y ait pas de promotion du deux-roues électrique. Par ailleurs, comment la fiscalité évoluera-t-elle au fil du développement des véhicules électriques? Il faudra bien remplacer la TIPP. Le marché du deux-roues explose en France, connaissant une croissance annuelle à deux chiffres. Cela pose des problèmes de sécurité et d organisation de la circulation. Le sujet est abordé via la réglementation, avec une priorité pour les quadricycles, marché qui devrait se développer fortement. Les recettes de TIPP ont beaucoup baissé en France par rapport aux années Dans un premier temps, comme les véhicules électriques coûtent deux fois plus cher, les recettes de TVA vont être doublées. Le sujet de la TIPP ne se posera que dans quelques années. A terme, on envisage de prendre en compte les externalités liées aux émissions de CO 2 et autres polluants, au bruit etc. Ces coûts ne sont pas assumés aujourd hui par les automobilistes. Jean-Michel CAVRET Nous allons voir se développer de plus en plus de marchés de mobilité de niche. Nos marques premium automobiles BMW, MINI, Rolls Royce et motos BMW Motorrad et Husqvarna s adressent à des profils très différents et sauront réponde à la demande. Au Mondial de l Automobile, nous proposerons un scooter électrique sur le stand de la MINI électrique. Il y sera à titre de concept mais cela montre que nous y réfléchissons. De la salle

10 Où en est-on dans la démarche de normalisation relative aux bornes de recharge? Il existe actuellement 37 normes en chantier. L an dernier, nous avons mené un travail au niveau français. Puis nous avons collaboré avec les Allemands sur le sujet. Désormais, un focus group piloté par la France étudie ce point au niveau européen. A l occasion du Livre Vert, nous allons communiquer sur ces questions d ici quinze jours à un mois. Nous présenterons les normes existantes et celles en chantier. Cela donnera à tous les acteurs un guide sur ces sujets. Nous réfléchissons également à la certification des installations et aux agréments. Le sujet est beaucoup plus complexe qu on ne le pense. Mais nous parviendrons à faire des propositions assez simples et claires pour tous.