Lancement de la démonstration du Véhicule Hybride Rechargeable à Strasbourg 26-28 avril 2010 Avec le soutien de l ADEME
Table des matières Introduction 5 Toyota 15 EDF 33 Partenaires 49 Visuels 59
Introduction Mot d introduction 7 Un projet pour la mobilité de demain 8 Un nouveau type de véhicule plus propre pour la mobilité durable 10 Une grande polyvalence pour tous les besoins de la famille 11 Une infrastructure de charge disponible et communicante 12 Lancement démonstration VHR 5
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Mot d introduction Afin de construire ensemble une mobilité décarbonée, TOYOTA et EDF développent depuis 2007 un projet pilote d expérimentation de véhicules hybrides rechargeables et associés à des technologies de recharge communicantes. Aujourd hui démarre la deuxième étape de ce projet. Il s agit d une démonstration en conditions d utilisation réelles qui porte sur une centaine de véhicules hybrides rechargeables dans Strasbourg et sa région, avec un réseau d infrastructures de recharge dédiées. Ce programme pionnier et ambitieux est soutenu par l ADEME dans le cadre du «fonds démonstrateur» des véhicules à faibles émissions de gaz à effet de serre, et bénéficie de l appui précieux de la Ville et de la Communauté Urbaine de Strasbourg. Remerciements : Toyota et le groupe EDF adressent leurs remerciements à l ADEME, à la Ville et à la Communauté Urbaine de Strasbourg, et à tous les partenaires alsaciens, publics et privés, qui ont accepté de relever ce défi de l innovation. Durant trois ans, ce projet fera l objet d un suivi scientifique et technique de haut niveau. Nous vous donnerons rendez-vous dans quelques mois pour tirer ensemble les premières conclusions. Au cours de ces deux journées de découverte, vous pourrez échanger avec nos partenaires et de nombreux utilisateurs afin de comprendre leurs motivations à l égard du projet et mieux cerner leurs besoins de déplacement. Durant quelques heures, vous pourrez aussi devenir vous-même un acteur de la mobilité électrique en testant la Prius Hybride Rechargeable et son système de recharge. Lancement démonstration VHR 7
Un projet pour la mobilité de demain Démonstration d une centaine de véhicules hybrides rechargeables (VHR) dans Strasbourg et sa région EDF et Toyota ont décidé de s associer pour tester en situation réelle et à grande échelle une nouvelle génération de véhicules propres et économes à Strasbourg. La démonstration qui béneficie du soutien de la Ville et de la Communauté Urbaine de Strasbourg, permettra de vérifier en conditions réelles la pertinence d une nouvelle solution de mobilité individuelle. Son objectif est de pouvoir enregistrer les économies réelles des utilisateurs sur leurs trajets quotidiens, tout au long de l année. Ce projet a par ailleurs reçu la labellisation du fonds de recherche «démonstrateur pour les véhicules à faibles émissions de gaz à effet de serre» créé dans le cadre du Grenelle de l Environnement et géré par l ADEME. A partir d avril 2010 et durant 3 ans, une centaine de véhicules hybrides rechargeables (VHR) seront associés à différentes solutions opérationnelles d infrastructure de charge, conçues pour faciliter la recharge électrique et la facturation de l électricité. 8
Le partenariat EDF - Toyota Depuis septembre 2007, EDF et Toyota collaborent à l expérimentation de 3 prototypes VHR dans la flotte d EDF, complétés depuis septembre 2008 par une unité dans sa filiale EDF Energy en Grande Bretagne, et à celle d une borne d alimentation électrique de nouvelle génération dite «CPL», communiquant avec le véhicule. Le programme de démonstration est la suite logique de cette première étape de recherche & développement, pour laquelle une cinquantaine de collaborateurs du Groupe EDF avaient été utilisateurs de la première génération de VHR. S appuyant sur les résultats très encourageants de ces premiers tests, EDF et Toyota ont souhaité poursuivre les expérimentations à une échelle supérieure et tester dans une grande agglomération européenne une centaine de VHR de dernière génération, à l autonomie renforcée grâce à une batterie à l ion lithium. Un réseau de partenaires au service de la mobilité de demain A Strasbourg, Toyota et EDF ont noué des partenariats avec des acteurs publics et privés (entreprises, collectivités) qui souhaitent intégrer le VHR dans leur flotte de véhicules pour l affecter en tant que véhicule de service ou le proposer à des salariés bénéficiant d une voiture de fonction. Des profils variés d utilisateurs permettront de déterminer l empreinte écologique et l impact économique de cette voiture propre et économe en milieu urbain et peri-urbain. Strasbourg, première ville expérimentale du VHR en Europe Strasbourg a toujours été une ville innovante en matière de transport. Dans un environnement institutionnel et économique dynamique, les équipes municipales et communautaires mènent depuis longtemps une réflexion active autour de la mobilité durable. La collaboration de la Ville et de la Communauté Urbaine avec l ensemble des partenaires apportera toutes les garanties nécessaires au bon déroulement de l opération. La contribution scientifique et technique de la démonstration L ensemble de ces actions sur la mobilité avancée entre dans le cadre de la réflexion sur le «véhicule décarboné» et s appuie sur le plan présenté par le Président de la République en octobre 2008. A ce titre, le projet d expérimentation bénéficiera d aides dans le cadre du «fonds démonstrateur» géré par l ADEME. Ce projet de démonstration à l échelle d une agglomération permettra de tirer de nombreux enseignements : pour le constructeur Toyota, de valider la faisabilité technico-économique de la solution VHR avant d engager à moyen terme sa commercialisation auprès du grand-public pour l énergéticien EDF, de tester différentes solutions opérationnelles de charge et de choisir l infrastructure la plus pertinente en termes de sécurité et de coût pour les collectivités territoriales, d étudier de nouvelles pratiques de déplacement des citoyens dans un schéma multi-modal, combinant harmonieusement transport public et mobilité individuelle pour l Etat, de définir les conditions de succès de la mobilité électrique en adaptant les réglementations futures pour les experts et la communauté scientifique, d enrichir leur réflexion pour une mobilite durable Electricité de Strasbourg, filiale d EDF, apportera une contribution opérationnelle de toute première importance au projet. Lancement démonstration VHR 9
Un nouveau type de véhicule plus propre pour la mobilité durable Le véhicule développé pour la démonstration à Strasbourg et proposé par Toyota à la location longue durée, est une version rechargeable dérivée du modèle hybride essence/électricité Toyota Prius III. La motorisation hybride rechargeable Principes de fonctionnement sur de courtes distances allant jusqu à 20 km, le véhicule peut fonctionner sans bruit ni émission en mode électrique la batterie peut être rechargée à partir du réseau électrique au domicile, dans les parkings publics ou sur une borne en voirie en 1h30 pour une charge pleine (sur une prise en 230 V en nominal monophasé 16 A) pour les longs trajets, le véhicule fonctionne en mode hybride essence/électricité Ses principaux avantages sont : une empreinte écologique réduite grâce à une électricité à faibles émissions de CO 2, moins de polluants atmosphériques, moins de nuisances sonores une consommation et une facture énergétique (essence/électricité) réduites grâce à un coût de l électricité jusqu à 5 fois moins cher que les carburants fossiles une liberté de déplacement de plusieurs centaines de kilomètres des économies d énergie et une préservation des ressources fossiles L objectif du projet est de pouvoir enregistrer les économies réelles des utilisateurs sur leurs trajets quotidiens, tout au long de l année. 10
Une grande polyvalence pour tous les besoins de la famille Cette berline familiale permet de transporter 5 occupants et leurs bagages avec une grande modularité. (Volume du coffre : 400 l ) Modularité des sièges : la Toyota hybride rechargeable offre une multitude de possibilités d aménagement intérieur. Durée de location : 36 mois Toyota, par l intermédiaire de son concessionnaire de Strasbourg, procédera aux opérations d entretien et de suivi technique du véhicule. Principales caractéristiques : Moteur thermique : 1.8 VVT-i / 4 cylindres Charge sur le réseau électrique domestique possible de nuit au tarif «heures creuses» Trajet urbain : Fonctionne en mode électrique Long trajet : Fonctionne en mode hybride combinant moteur électrique et moteur essence Haut rendement Zéro émission lorsqu il fonctionne en mode tout électrique Moteur électrique : 60 kw Le véhicule fonctionne en mode électrique jusqu à 100 km/heure Batterie ion lithium Boîte de vitesse variable en continu Lancement démonstration VHR 11
Une infrastructure de charge disponible et communicante Des points de charge à Strasbourg et ses alentours Les utilisateurs pourront recharger la batterie de leur Véhicule Hybride Rechargeable (VHR) à l aide du point de charge situé dans le parking de leur entreprise ou bien à leur domicile. En déplacement, une trentaine de points de charge sera à leur disposition sur la voirie et dans les parkings publics de l agglomération strasbourgeoise. Des points de charge faciles à trouver En étroite collaboration avec la Ville et la Communauté Urbaine de Strasbourg, ces points de charge sont installés aux points névralgiques de la ville. Ils sont visibles et aisément accessibles par tous. Le maillage est conçu pour couvrir l ensemble des déplacements des utilisateurs. Comment recharger la batterie? Le VHR se recharge comme vos appareils électriques quotidiens, moyennant une prise spécifique dédiée. Vous branchez le câble amovible du VHR sur la prise du point de charge. La durée de charge complète est d une heure et demie environ. Durant la démonstration, seuls les points de charges contrôlés et référencés par EDF seront autorisés. 12
Plan d implantation des points de charge en parking public et en voirie Fond de plan : SIG-CUS 2009 Parkings équipés Station de recharge sur voirie Stations mixtes sur voirie (station de recharge et auto-partage) Station de recharge et auto-partage en parking Charge complète en une heure et demie Lancement démonstration VHR 13
Les conditions d utilisation de ces points de charge L électricité consommée sera à la charge de l entreprise, lorsque la recharge se fera sur le lieu de travail, et à celle du salarié, lorsqu elle se fera à son domicile. Dans les parkings publics et sur la voirie, le coût de la charge n est pas facturé à l utilisateur. Le coût d une recharge complète est d environ 0,40 * Grâce à une communication sécurisée par modem 3G, les bornes seront connectées à un système de supervision centralisée. Ce système, exploité par Sodetrel**, permettra de connaître en temps réel l état des points de charge et de gérer leur entretien. Les données de charge des véhicules seront également recueillies par ce système durant toute l expérimentation. La borne de charge communicante, solution d avenir Ce projet permettra à EDF de tester différentes solutions opérationnelles de charge. Les voitures offrent de plus en plus de services au conducteur et aux passagers (écran, électronique de bord, systèmes de communication et de navigation ). C est dans cette perspective qu EDF a développé un nouveau système de borne communicante. Intégré dans la borne de charge et dans le véhicule, ce système utilise des technologies embarquées pour simplifier au maximum l infrastructure de la borne et rendre la charge d un véhicule la plus simple et la plus sûre possible. La partie visible de la borne se réduit à une prise électrique spécifique pour VHR. Pour actionner le système, l utilisateur branche son véhicule, la borne communique alors avec la voiture. Si les conditions de sécurité et de crédit d énergie sont validées, le transfert d électricité vers le véhicule débute. * Sur la base d un tarif bleu option base en vigueur au 31 mars 2010 ** SODETREL Filiale 100 % EDF, Sodetrel propose à ses clients, collectivités locales ou exploitants de transport public, un service complet «énergie embarquée» pour les batteries et systèmes de charge destinés aux véhicules électriques : étude, investissement, location, maintenance, garantie complète, contrat de 3 à 12 ans. Le marché actuel de Sodetrel concerne essentiellement les bus électriques mais aussi les camions de livraisons, les bateaux de type navette et les petits trains touristiques. Dans le cadre de ce projet Sodetrel assure l exploitation et la maintenance des bornes de charge durant les 3 ans de l expérimentation. 14
- Introduction 16 - La Prius Hybride Rechargeable 19 - Programmes ciblés de location longue durée 24 - Projets d avenir 27 Lancement démonstration VHR 15
Introduction Toyota : quarante ans de quête de la mobilité durable Plus de 2,3 millions de véhicules hybrides Toyota déjà vendus dans le monde, soit 80 % des ventes mondiales d hybrides Système Hybrid Synergy Drive modulaire, socle de modèles futurs d éco-voitures Véhicules Hybrides Rechargeables, le doublé gagnant : autonomie électrique allongée et absence de contraintes 16
Quarante ans de quête de la mobilité durable en héritage Si la réduction des émissions de CO 2 n est devenue une grande cause planétaire que dans les années 1990 (le Protocole de Kyoto de 1997 fixant des objectifs précis et chiffrés), cela fait plus de 40 ans que Toyota étudie et développe des solutions de mobilité plus respectueuses de l environnement, dans sa quête de l éco-voiture ultime. Après avoir examiné les possibilités de différents types de systèmes hybrides à travers plusieurs programmes de R&D, l entreprise a décidé de concentrer ses efforts sur la réalisation de véhicules hybrides de grande série, susceptibles d être proposés au plus grand nombre. Les faits ont, depuis lors, donné entièrement raison à cette politique visionnaire. Première hybride de série au monde, la Prius a été lancée au Japon en 1997 et en Europe en 2000. Sa motorisation exclusive Hybrid Synergy Drive (HSD) a marqué d une pierre blanche l industrie automobile et la mobilité durable, tandis que son nom précéder en latin, est rapidement devenu emblématique d une technologie lancée à une époque où les préoccupations environnementales n étaient pas encore au cœur des débats de société. À l heure où d autres constructeurs commencent seulement à développer la technologie hybride, Toyota a déjà lancé la troisième génération de ce modèle aux multiples récompenses. Le lancement de l Auris HSD augure l introduction de non moins de dix nouveaux modèles hybrides Toyota! à l échelon mondial dès le début de la présente décennie 2010, l objectif de ventes annuelles étant d un million de véhicules hybrides dans le monde sur la même période. Toyota a déjà vendu plus de 2,3 millions de véhicules hybrides dans le monde (soit 80 % des ventes mondiales d hybrides), chiffre correspondant à une baisse des émissions automobiles de CO 2 de quelque 12 millions de tonnes et donnant à l entreprise une avance indiscutable sur le chemin de la mobilité durable. Lancement démonstration VHR 17
Système Hybrid Synergy Drive modulaire : plateforme pivot de technologies multiples Bien que convaincu du rôle pivot de la plateforme Hybrid Synergy Drive dans les technologies d avenir, Toyota pense qu il est important de suivre plusieurs voies dans sa quête de solutions de transport écologiques. Par sa conception modulaire spécifique et sa faculté d adaptation à différentes sources d énergie, la motorisation HSD peut propulser avec la même facilité des véhicules hybrides rechargeables (VHR), des véhicules électriques (VE) et à pile à combustible (FCHV).. Technologie hybride rechargeable : une autonomie électrique allongée et sans contraintes Selon les prévisions, 70 % des Européens vivront en agglomération d ici à 2015. De ce fait, la demande de véhicules écologiques pour courtes distances devrait augmenter, et l intérêt de l industrie automobile se focalise désormais sur l électricité. Elle offre une alternative très intéressante au pétrole, peut être produite à partir de sources renouvelables comme l énergie solaire, éolienne ou hydro-électrique, est facile à approvisionner et carboneutre au point de consommation. Dans ce contexte, les mérites écologiques des voitures électriques sont clairement démontrés pour les petits trajets, et leur avenir assuré au titre de la mobilité durable. Toutefois, leurs perspectives de développement sont pour l instant pénalisées par le poids, la taille et le coût des batteries de grande capacité nécessaires à l obtention d une autonomie satisfaisante, et par le manque d infrastructure de recharge adéquate. Avec la technologie VHR, Toyota surmonte d un coup ces deux handicaps. En effet, la Prius hybride rechargeable est une voiture 100 % hybride, dont les roues peuvent être entraînées par le moteur électrique et le moteur à essence. Le mode tout électrique EV est utilisé pour la conduite en ville, tandis que le moteur thermique du groupe motopropulseur hybride lui assure une véritable autonomie sur longues distances. 18
La Prius Hybride Rechargeable Technologie hybride rechargeable : une extension importante du système Hybrid Synergy Drive Autonomie électrique allongée à 20 km, pour zéro émission de CO 2, NOx et particules Premier modèle Toyota 100 % hybride équipé de batteries à l ion Lithium 136 ch pour 11,4 secondes de 0 à 100 km/h et 180 km/h en pointe (sur circuit) : des performances dignes de toute berline classique Consommation en cycle mixe de 2,6 l/100 km seulement, 30 % de moins que sur la Prius! Taux de CO 2 extraordinairement bas de 59 g/km Lancement démonstration VHR 19
Technologie VHR : une extension importante du système Hybrid Synergy Drive Nouvel étalon en matière de transport écologique, la Prius Hybride Rechargeable représente une importante extension des possibilités du système Hybrid Synergy Drive. La voiture fait preuve d une accélération progressive impressionnante et d un remarquable silence de fonctionnement, tout en affichant une sobriété exemplaire et des émissions minimes. Bâtie sur la fameuse motorisation full hybrid (100% hybride) pivot technologique de Toyota, elle traite les besoins spécifiques de la clientèle citadine en offrant une autonomie nettement accrue en mode électrique pour les petits trajets, et une réelle autonomie sur longues distances grâce au moteur à essence du groupe motopropulseur hybride. 20
Performances : consommation et émissions records Le groupe Hybrid Synergy Drive développe une puissance totale utile de 136 ch et offre des performances capables de rivaliser avec toute berline essence ou diesel classique de 2,0 litres. Il procure à la Prius Hybride Rechargeable une accélération progressive de 0 à 100 km/h en 11,4 secondes et une vitesse de pointe de 180 km/h (sur circuit). Grâce à son autonomie électrique allongée, la voiture affiche une consommation remarquablement basse de 2,6 litres/100 km, et un taux de CO 2 de 59 g/km seulement en cycle mixte européen soit 30 % de moins que sur l actuelle Prius! De plus, elle émet nettement moins d oxydes d azote (NOx) que des diesels de performances comparables, et zéro particule. Enfin, lorsqu elle roule en mode tout électrique, ses rejets de CO 2 et de NOx sont nuls. Elle peut ainsi rouler jusqu à vingt kilomètres et 100 km/h maximum, selon la charge de la batterie et les conditions de circulation. Hybrid Synergy Drive : architecture du système VHR La Prius Hybride Rechargeable reprend l architecture hybride intégrale de l actuelle Prius, à cet avantage près qu elle possède une batterie plus grosse qui peut se brancher et se recharger sur une prise de courant extérieure. La voiture possède un moteur à essence 1,8 litre VVT-i, un moteur électrique puissant, un générateur, une batterie hautes performances à l ion Lithium et une électronique de puissance. Par l intermédiaire d un train épicycloïdal, un répartiteur collecte la puissance issue des moteurs thermique, électrique et du générateur, puis la redistribue selon les nécessités de fonctionnement. La transmission variable en continu électrique (E-CVT) est gérée sans liaison mécanique. conduite. De toute façon, une fois la batterie épuisée, le système repasse automatiquement en mode 100 % hybride en attendant d être rechargé sur une prise de courant, ce qui supprime les problèmes d autonomie limitée inhérents aux véhicules exclusivement électriques. Enfin, pour tirer le meilleur rendement du système Hybrid Synergy Drive, le moteur électrique se comporte comme un générateur de forte puissance à la décélération et au freinage, dont il récupère l énergie cinétique normalement dissipée sous forme de chaleur et la stocke sous forme électrique dans la batterie Li-ion hautes performances. Alimenté par la batterie Li-ion, le moteur électrique travaille en tandem avec le moteur thermique pour doper l accélération en conduite normale. La répartition de puissance entre eux est constamment ajustée afin d allier performances optimales et consommation minimale. En revanche, lorsque la Prius Hybride Rechargeable roule en mode EV, le moteur électrique entraîne à lui seul les roues motrices. L autonomie maximale de 20 km est dictée par la charge de la batterie et les conditions de Lancement démonstration VHR 21
Batterie à l ion Lithium : une première sur un modèle Toyota 100 % hybride La Prius Hybride Rechargeable marque l introduction d une batterie à l ion Lithium (Li-ion) sur une hybride Toyota, technique adoptée pour deux raisons majeures: premièrement, du fait de leur densité énergétique supérieure, elles sont plus compactes que leurs homologues à l hydrure métallique de nickel (Ni-MH) tout en offrant une autonomie nettement supérieure en mode EV, pour des inconvénients minimes de poids et d encombrement. Deuxièmement, elles se rechargent bien plus vite que les variantes Ni-MH. Les deux tiers du bloc-batterie doivent être rechargés par branchement sur une prise de courant extérieure. Le tiers restant est intégré de façon classique au groupe 100 % hybride de la voiture et se recharge en permanence pendant le fonctionnement normal du système. La recharge complète du bloc-batterie prend une heure et demie à partir d une prise de courant domestique de 230 V (prise normale). Plaisir rehaussé de l éco-conduite Du démarrage à moins de 100 km/h, la nouvelle Prius Hybride Rechargeable fonctionne automatiquement en mode EV c est-à-dire sur le seul moteur électrique pour offrir une souplesse et un silence extraordinaires. Impossible sans la technologie 100 % hybride, ce mode de conduite n est donc pas disponible sur les véhicules semi-hybrides. L autonomie étant dictée par la charge de la batterie, le mode EV permet de parcourir en ville jusqu à 20 kilomètres, quasiment sans bruit et en n émettant ni CO 2 ni NOx d où une nette réduction de la consommation de carburant totale de la voiture. Le conducteur dispose aussi de deux autres modes de conduite ECO et POWER afin d augmenter le rendement, les performances et la sobriété : Le mode ECO limite la réponse du papillon des gaz aux sollicitations agressives de l accélérateur et optimise le fonctionnement de la climatisation. Selon les conditions de conduite, il permet une économie sensible de carburant. Le mode POWER modifie également la réponse des gaz de la Prius hybride rechargeable, mais stimule ici la puissance pour intensifier l accélération et le plaisir de conduite. Il accentue de 25 % la réponse des gaz aux sollicitations de l accélérateur. 22
Fonctions élargies d aide à la conduite La Prius Hybride Rechargeable intègre une aide très complète à l éco-conduite, à l intention de ceux qui souhaitent adopter une conduite encore plus écoresponsable. Par rapport à la Prius normale, un certain nombre de nouvelles fonctions ont été ajoutées à l écran d aide à la conduite économe Eco Drive afin de tirer le meilleur parti de l extension d autonomie électrique. Le cadran indicateur de système hybride indique le point où le moteur thermique va se remettre en route à l accélération, ce qui permet au conducteur de tempérer la sollicitation des gaz et d exploiter au mieux le mode EV. L écran de suivi énergétique qui affiche en temps réel les conditions de fonctionnement du moteur thermique et la circulation de la puissance électrique indique notamment l autonomie restante en mode électrique, en fonction de la charge résiduelle de la batterie. Indicateur système hybride Écran de suivi énergétique Enfin, un compteur de conduite EV indique la part de la distance totale couverte depuis le départ en mode électrique. Par leur action conjointe, ces fonctions aident le conducteur à adopter des techniques de conduite détendues et économes en carburant, tout en tirant le meilleur parti du mode EV et du système hybride dans son ensemble. Part de conduite EV Des caractéristiques spécifiques au VHR Grâce à la possibilité de branchement sur une prise de courant extérieure, la Prius Hybride Rechargeable dispose d un système exclusif de commande à distance de la climatisation. Il s agit d un dispositif de pré-conditionnement de l air, capable de réchauffer ou de rafraîchir l habitacle lorsque la voiture est branchée et d accueillir ainsi les occupants dans un intérieur tempéré, dès leur montée à bord. Il améliore également l efficacité générale du groupe HSD, en minimisant la consommation énergétique de la climatisation au démarrage ce qui abaisse encore la consommation de carburant. est branchée, le système calcule le CO 2 économisé par l usage d une source électrique extérieure, détermine son équivalent en arbres et les fait pousser un par un sur le dessin. À mesure que les arbres surgissent, il se crée une forêt qui illustre la contribution du conducteur à la protection de l environnement. Par ailleurs, l affichage graphique original d une forêt en croissance permet aux occupants de visualiser concrètement les bénéfices d une charge de batterie sur la diminution des émissions de dioxyde de carbone. Cette image informatisée se base sur la quantité de CO 2 absorbée par un arbre en un an. Lorsque la voiture Lancement démonstration VHR 23
Programmes ciblés de location longue durée Depuis 2007, Toyota évalue les VHR en partenariat avec EDF Programmes ciblés de location longue durée de 600 Prius VHR dans le monde en 2010, dont 200 en Europe Coup d envoi du programme européen par la location d une centaine de VHR à Strasbourg, partenaire clé et plus forte concentration de Prius Hybrides Rechargeables. Création simultanée d une infrastructure européenne de recharge par EDF et ses filiales dans des parkings publics et de bureaux, sur la voie publique et au domicile des usagers. 24
Évaluation des VHR en cours depuis 2007, en partenariat avec EDF Lors d une cérémonie qui s est déroulée à Tokyo le 14 décembre 2009, Toyota à remis a Roland Ries, Maire de Strasbourg, la clé de la première Prius Hybride Rechargeable de nouvelle génération. Cet événement a marqué le coup d envoi d opérations ciblées de location longue durée portant sur quelque 600 voitures dans le monde, dont 200 en Europe. Ce programme constitue la seconde phase du projet Toyota de validation de la viabilité des VHR à l échelle internationale. La première phase, annoncée par l entreprise en juillet 2007, concernait une vingtaine de véhicules dont quatre en Europe. Tout en scellant le partenariat avec EDF, elle visait à étayer la R&D par des essais routiers en conditions réelles, en France et au Royaume-Uni, en examinant particulièrement : les réactions des utilisateurs face à cette nouvelle technologie ; les possibilités de développement d une infrastructure de recharge public/privé/entreprise. Programme de location longue durée Ce programme de locations ciblées de longue durée débute à Strasbourg fin avril 2010, où une centaine de Prius Hybrides Rechargeables sera louée sur trois ans à des entreprises privées, des partenaires institutionnels, des collectivités locales, des fournisseurs d énergie et une société d autopartage. Toyota projette également de tester la Prius Hybride Rechargeable à l échelle mondiale, avec des participants situés au Canada, en Australie, en Nouvelle-Zélande, au Japon et aux États-Unis l objectif final de ces locations longue durée étant de lancer le modèle sur le marché dans quelques années. Une vingtaine de véhicules sera mise en circulation au Royaume-Uni, et 20 autres en Allemagne. Les exemplaires restants seront répartis dans d autres pays européens, notamment le Danemark, la Finlande, la Norvège, la Suède, la Belgique, les Pays-Bas, l Italie, le Portugal et l Espagne. Lancement démonstration VHR 25
Analyse en conditions réelles du comportement au volant En Europe comme dans le monde, ces opérations locales permettront à Toyota d affiner la recherche et le développement actuellement menés sur les VHR. Les enseignements tirés de leur utilisation en conditions réelles lui permettront de mieux comprendre les attentes de la clientèle vis-à-vis de la technologie hybride rechargeable, et de promouvoir le développement de stations-service de recharge ouvertes au public. Toutes les Prius Hybrides Rechargeables engagées dans ces essais seront équipées d un dispositif enregistreur de données qui suivra leur usage au quotidien et, notamment, le moment et la fréquence des recharges, le niveau de décharge atteint par la batterie avant recharge, la durée des trajets, le pourcentage d utilisation en mode EV et son autonomie, ainsi que la consommation de carburant. Strasbourg, partenaire clé choisi par Toyota et EDF pour tester la viabilité du projet La ville de Strasbourg se pose partenaire clé retenu par Toyota et EDF pour tester la viabilité du projet et étudier l accueil réservé aux VHR par le marché. De longue date, Strasbourg a opté pour une politique de mobilité pionnière : c était donc le site idéal pour une démonstration à grande échelle des qualités d usage de la Prius Hybride Rechargeable en milieu urbain. «Ce projet constitue une reconnaissance internationale de nos initiatives envers la mobilité durable, entamées il y a plus de vingt ans», commente son maire Roland Ries. «L arrivée de ces véhicules hybrides rechargeables dans notre paysage urbain va ouvrir un nouveau chapitre de notre politique des transports.» Ce projet a reçu le soutien financier du Fonds démonstrateur de recherche géré par l ADEME (Agence de l Environnement et de la Maîtrise de l Energie). Pour sa part, EDF va créer l indispensable infrastructure en installant des points de recharge sur les sites des partenaires du projet, dans les parkings publics, sur la voie publique, ainsi que des prises renforcées au domicile des usagers. 26
Projets d avenir Prius hybride rechargeable, une des applications de l Hybrid Synergy Drive Les progrès en matière de batteries, d infrastructures de recharge et de distribution d hydrogène : condition indispensable au développement des véhicules électriques (VE) et des véhicules hybrides à pile à combustible hydrogène (FCHV) Véhicules électriques : l assurance d une mobilité durable à court/moyen terme Piles à combustible à hydrogène : le pouvoir de changer à jamais le visage de l automobile Lancement démonstration VHR 27
Prius Hybride Rechargeable, une des applications de l Hybrid Synergy Drive La Prius Hybride Rechargeable ne représente qu une application de plus de l Hybrid Synergy Drive, technique pivot de Toyota dans sa quête de la mobilité durable. Plutôt que de se substituer l une à l autre, la version hybride rechargeable et la Prius normale coexisteront sur le marché pour de nombreuses années. La nouvelle Prius Hybride Rechargeable ciblant les automobilistes citadins les plus éco-responsables, il devrait toutefois s écouler un certain temps avant que ses ventes ne dépassent celles du modèle actuel. Si la motorisation HSD est facilement adaptable aux véhicules électriques (VE) et à pile à combustible (FCHV), la production industrielle de ces derniers reste tributaire de deux facteurs prépondérants : des progrès significatifs en matière de batteries et l existence d infrastructures conséquentes de recharge électrique et d approvisionnement en hydrogène. Véhicules électriques : l assurance d une mobilité durable à court/moyen terme Toyota a déjà accumulé une masse sans précédent de connaissances et de compétences techniques dans le domaine des véhicules électriques (VE). Il y a dix ans, quelque 1.900 RAV4 EV à batterie ont été vendus ou loués dans le cadre d un programme d essais de trois ans. Près de la moitié de ces véhicules à grosse batterie, d une autonomie de 160 km, sont encore en circulation. Pourtant, même avec une telle autonomie, les VE n apportent pas la véritable mobilité au sens où l entendent la plupart des automobilistes d un mode de transport de base. Et l absence d infrastructure de recharge conséquente continue de freiner l acceptation de ce type de véhicules par le marché. Néanmoins, Toyota est convaincu que ces obstacles seront levés grâce à l évolution de la technologie des batteries ainsi qu à une coopération avec les instances gouvernementales, les organismes connexes et les entreprises de développement d infrastructures de recharge. C est pourquoi Toyota a poursuivi dans cette voie en développant des VE pour petits trajets, en vue de leur commercialisation. Au Salon automobile de Tokyo 2009, le constructeur a dévoilé son concept FT-EV II, un petit VE pour courtes distances ayant une vitesse maximale de 100 km/h et une autonomie de plus de 90 km. Toyota prévoit en outre de lancer un VE à batterie ion Lithium en 2012. 28
La technologie des batteries, sésame de la véritable mobilité tout électrique La batterie est l un des éléments clés de la technologie hybride. Il ne fait aucun doute que cette technologie a considérablement progressé en treize ans, depuis l avènement de la Prius. Chaque génération successive du modèle a vu réduire l encombrement, le poids et le coût du bloc-batterie, qui continuait néanmoins à gagner en rendement. Cependant, certaines difficultés subsistent : il faudra par exemple abaisser de beaucoup le prix de revient des batteries lithium-ion, ou trouver une alternative plus abordable. Bien décidé à faire progresser le plus vite possible la technologie des batteries, Toyota y travaille en interne depuis le début des années 1990 et a créé son propre Département de Recherches sur les Batteries en juin 2008. En septembre 2010, la société commune créée avec Panasonic EV Energy (PEVE) atteindra une capacité de production de 1,1 million de blocs-batteries par an. La technologie HSD facilement adaptable aux VHR, VE et FCHV Véhicule Hybride Rechargeable (VHR) Moteur électrique Batterie Réservoir Moteur thermique Moteur électrique Véhicule Électrique (VE) Batterie Réservoir Moteur thermique Moteur électrique Batterie Véhicule hybride pile à combustible hydrogène (FCHV) Moteur électrique Batterie Réservoir d'hydrogène Pile à combustible Lancement démonstration VHR 29
Piles à combustible : le pouvoir de changer à jamais le visage de l automobile Potentiellement porteurs de solutions pérennes aux problèmes écologiques et énergétiques, les véhicules hybrides à pile à combustible hydrogène (Fuel Cell Hybrid Vehicles FCHV) sont considérés par beaucoup comme les plus proches à ce jour de l éco-voiture ultime. Ces piles produisent de l électricité par réaction chimique entre l hydrogène (stocké dans le véhicule) et l oxygène (de l air), avec pour toute émission de la vapeur d eau. Une pile à combustible peut convertir jusqu à 80 % de l énergie de l hydrogène en puissance exploitable, soit le double du rendement possible sur les moteurs à essence d actuelle génération. Toyota a commencé à travailler sur les FCHV en 1992 et leur applique sa propre technologie, en remplaçant le moteur à essence par une pile à combustible et le réservoir d essence par un réservoir d hydrogène sous haute pression. Dernière version en date, le FCHV-adv a reçu le 3 juin 2008 l homologation du Ministère japonais de l Aménagement du Territoire et des Transports. Il peut parcourir 830 km sur un seul plein d hydrogène, en n émettant que de la vapeur d eau. Bien qu un véhicule à pile à combustible n émette pas de CO 2, il convient de prendre en compte le dioxyde de carbone dégagé par les différentes méthodes de production d hydrogène pour apprécier précisément son efficacité énergétique et son impact environnemental du puits à la roue. Qui plus est, une transition sans heurts vers une société fondée sur l hydrogène ne sera pas une mince affaire. L obtention d un consensus sur le mode de production et de livraison de l hydrogène, et la façon de créer un réseau de stations-service dépendra des efforts conjoints de tous les acteurs de la société, gouvernements compris. Pour ce faire et en prévision de la commercialisation imminente d un certain nombre de FCHV les constructeurs Toyota, Ford, Daimler, General Motors, Honda, Hyundai/Kia et Renault/Nissan ont signé en septembre 2009 une lettre d entente, dans laquelle ils appellent les sociétés pétrolières, les fournisseurs d énergie et les organisations gouvernementales à coopérer en vue de créer des réseaux d approvisionnement en hydrogène suffisamment denses en Europe, au Japon, en Corée et aux États-Unis d ici à 2015. Toyota vient d initier cette année un programme de trois ans portant sur 120 FCHV-adv à travers le monde, dont l Europe, pour prouver les performances de la technologie des piles à combustible, sa fiabilité et ses qualités d usage au quotidien. En 2010, Toyota a rejoint le Clean Energy Partnership (CEP), un consortium qui soutient en Allemagne le développement de la technologie des piles à combustible et d une infrastructure d approvisionnement en hydrogène. Dans le cadre de ce programme, le constructeur fournira en Allemagne cinq FCHV-adv d ici à 2011. L objectif de Toyota est de commercialiser cette technologie en 2015. 30
Une pile à combustible produit de l électricité par réaction chimique entre l hydrogène et l oxygène avec pour seul rejet de la vapeur d eau Flux d'électrons ÉLECTRICITÉ e - e - e - e - ½O 2 OXYGÈNE H 2 H + H + H + H + H + H + HYDROGÈNE Électrode négative catalytique Membrane polymère électrolytique Électrode positive catalytique H 2 O EAU Lancement démonstration VHR 31
Prius Hybride Rechargeable - Principales caractéristiques Moteur thermique Cylindrée (cm 3 ) 1.798 Puissance maxi (ch (kw) à tr/min) 98 (73) / 5.200 Couple maxi (Nm à tr/min) 142 / 4.000 Normes de dépollution Euro 5 Moteur électrique Type Moteur synchrone à aimant permanent Puissance maxi (ch / kw) 80 / 60 Couple maxi (Nm) 207 Batterie haute tension Type ion Lithium Autonomie maximale en mode EV (km) 20 Temps de recharge (min) 100 V 180 200 V 100 Boîte de vitesses Type Transmission électrique à variation continue (E-CVT) Performances Vitesse de pointe (sur circuit, km/h) 180 Vitesse de pointe en mode EV (km/h) 100 Puissance maxi totale* (ch (kw)) 136 (100) Accélération 0 à 100 km/h (s) 11,4 Taux d émissions CO 2 (g/km) 59 Consommation d'essence Selon nouveau cycle mixte européen (l/100 km) 2,6 Dimensions Longueur hors tout (mm) 4.460 Largeur hors tout (mm) 1.745 Hauteur hors tout (mm) 1.490 Poids (kg) 1.500 * Puissance totale du système hybride, soit l ensemble moteur thermique + moteur électrique (fonctionnant sur batterie). (Mesures internes Toyota) Note : Toyota Motor Europe se réserve le droit de modifier, sans préavis, tout détail de caractéristiques ou d équipement. Ces détails de caractéristiques ou d équipement sont également sujets à changement en fonction des conditions et exigences locales. Se renseigner auprès du service de presse Toyota de votre pays pour connaître les spécificités éventuellement requises par votre marché. Les véhicules représentés et les caractéristiques abordées dans la présente publication peuvent varier selon les pays. De même, les teintes de carrosserie peuvent différer légèrement des images imprimées dans le présent document. 32
EDF, Acteur de l innovation dans le domaine de la mobilité décarbonée 34 EDF, Changer l énergie ensemble 36 EDF prépare avec ses partenaires la mobilité électrique de demain 40 EDF au service de l innovation dans les transports électriques 43 Lancement démonstration VHR 33
34 EDF, Acteur de l innovation dans le domaine de la mobilité décarbonée
EDF et la mobilité décarbonée Les transports représentent 27 % de la consommation mondiale d énergie et 61 % de la consommation de pétrole à l échelle de la planète. Ils restent au niveau mondial l une des principales causes de la pollution atmosphérique et sont responsables de 23 % des émissions de CO 2. Le Groupe EDF, est fortement engagé dans la promotion du véhicule électrique pour accompagner ses clients vers des modes de mobilité durables participant aux objectifs de réduction de CO 2 et de lutte contre la pollution. L émergence de la mobilité électrique passe par le développement de batteries de plus en plus performantes et fiables ainsi que par le déploiement d une infrastructure de charge adaptée. EDF est dotée d une solide expérience dans l exploitation de véhicules électriques et de bornes de charge, d une expertise technique et scientifique reconnue, tant dans les batteries que dans les infrastructures, et d une capacité de production d énergie bas-carbone unique en Europe occidentale. Des partenariats actifs Le Groupe a engagé une politique de partenariats active et ouverte sur les différentes solutions technologiques développées par les constructeurs automobiles (véhicules électriques «purs» autant que Véhicules Hybrides rechargeables) aux côtés d acteurs majeurs, comme Renault, PSA et Toyota. Un engagement fort Le groupe EDF s est engagé à acquérir en France 5000 véhicules électriques sur la période 2011-2015. Cet engagement représente 100 % des véhicules substituables en véhicules électriques qui sont appelés à être remplacés sur une période de 5 ans. Que pouvons-nous attendre du développement de l électricité dans les transports? une moindre dépendance par rapport aux carburants pétroliers ; des coûts de carburant jusqu à cinq fois moins élevés au kilomètre ; 8 à 10 fois moins d émissions de CO 2 en France ; la fin des polluants locaux et donc un «plus» considérable pour la santé ; une forte diminution des nuisances sonores ; un nouveau mode de mobilité. Lancement démonstration VHR 35
EDF, Changer l énergie ensemble Le monde est aujourd hui confronté à un défi énergétique majeur : répondre à la croissance des besoins, dans un contexte de contrainte climatique et de raréfaction des ressources. Par ses capacités de R&D, par son expertise et son expérience dans la production nucléaire ainsi que dans les énergies renouvelables, par ses offres d efficacité énergétique, EDF propose des solutions compétitives pour concilier durablement développement économique et protection du climat. 36
Qui sommes-nous? Un énergéticien intégré (production, transport, distribution, négoce, vente d énergie) ; 1 er exploitant de centrales nucléaires au monde ; 1 er producteur d électricité en Europe ; 1 er fournisseur d électricité en France ; 95 % de notre production française n émet pas de CO 2 ; 38 millions de clients dans le monde dont près de 28 millions en France ; 161 000 salariés dans le monde. : EDF Médiathèque Barrage de Sainte Croix de Verdon Lancement démonstration VHR 37
Les enjeux auxquels nous sommes confrontés Sécuriser les approvisionnements d énergie en France et en Europe. Face à l augmentation de la demande énergétique, notamment électrique (+1,6 par an attendus en Europe d ici à 2030), EDF, grâce à son parc nucléaire et hydraulique et sa production issue d autres énergies renouvelables, est très peu dépendante des combustibles importés. Contribuer à la lutte contre les gaz à effet de serre : d ores et déjà, nous émettons 5 fois moins de gaz à effet de serre que la moyenne des électriciens européens. Nucléaire, hydraulique, thermique à flamme : chaque énergie à sa place La diversité de notre parc de production d électricité permet ainsi de répondre aux nombreuses contraintes qui se posent : gérer les fluctuations de la demande, sécuriser les approvisionnements en énergie, produire de l énergie sans émission de gaz à effet de serre et anticiper les énergies de demain. : EDF Médiathèque/BEAUCARDET CNPE de Saint Laurent des Eaux 38
EDF, énergéticien référent des énergies compétitives et bas-carbone Une voiture électrique alimentée par le parc de production français émet entre 10 et 20 grammes de CO 2 par km*. A l échelle de l Europe (l Allemagne, la Pologne, le Portugal ou encore la Grèce font encore beaucoup appel au charbon), le bilan reste très favorable à l électrique avec 105 grammes de CO 2 (3) par km, soit 34% de moins que la voiture thermique (1). bitumineux etc.), encore plus nocif pour l environnement que le pétrole conventionnel. Par sa capacité à fournir un carburant à très faible contenu en CO 2 aux véhicules rechargeables, EDF contribue à l émergence de solutions propres pour les transports. En France, une voiture à moteur thermique émet en moyenne 160 grammes de CO 2 par km (1). Même si l objectif est d abaisser les émissions de CO 2 des voitures à pétrole à 110 grammes de CO 2 par km en 2020, (2) ces émissions resteraient 6 fois supérieures aux émissions des voitures électriques. On serait donc loin du compte, d autant plus que, le pétrole conventionnel s épuisant, on aura très probablement recours de plus en plus fréquemment pour la production de l essence et du gazole à du pétrole non conventionnel (sables * Source Agence de l Environnement et de la Maîtrise de l Energie (ADEME) (1) Moyenne du marché automobile français 2008. Emissions du puits à la roue (source ADEME), soit équivalent 140 g CO 2 /km du réservoir à la roue. (2) Soit de 90 g CO 2 /km du réservoir à la roue (3) Emissions du puits à la roue. : EDF Médiathèque / Didiet Marc Eoliennes au chemin d Ablis Lancement démonstration VHR 39
EDF prépare avec ses partenaires la mobilité électrique de demain Le groupe EDF a engagé une politique de partenariats active et ouverte sur les différentes solutions technologiques développées par les constructeurs automobiles. 40
Des expérimentations pour préparer les solutions de demain Dans un contexte de hausse du prix pétrole et de prise de conscience environnementale par le grand public, la dynamique vers la mobilité électrique semble irréversible. Les standards et les normes concernant le véhicule et l infrastructure sont en cours de définition. EDF a choisi de s associer à des constructeurs pour mener des expérimentations, afin de valider les hypothèses, de tester, comparer et évaluer les modèles économiques et les solutions techniques proposées par les constructeurs et les divers acteurs et opérateurs concernés, qu il s agisse des collectivités locales, des distributeurs d électricité, des gestionnaires d espaces publics etc. De nombreuses questions restent ouvertes sur les technologies qui équiperont les véhicules électriques de demain. Il faut notamment réaliser la transition industrielle entre la pré-série et la production de masse des batteries Li-ion dont la sécurité reste un sujet délicat selon la plupart des experts. Le modèle économique du véhicule individuel à propulsion électrique de demain doit être validé. Le coût de production, hors batterie, des véhicules restera notablement supérieur - pour une durée au terme incertain - à celui des véhicules à moteur thermique. Ce surcoût ne pourra être compensé, pendant la période de lancement commercial que par des incitations fiscales ou financières. Le prix unitaire élevé des batteries impliquera probablement l émergence d un modèle d affaires spécifique (leasing plutôt qu achat) avant de pouvoir prétendre concurrencer les carburants traditionnels. Le modèle économique et les modalités de déploiement des infrastructures de charge sont, par ailleurs, en cours de définition. Ces modèles devront tenir compte de la durée de vie des batteries et de celle des véhicules. EDF et Toyota choisissent Strasbourg pour expérimenter une centaine de véhicules hybrides rechargeables Cette opération constitue une triple première mondiale par : son ampleur avec une centaine de véhicules de pré-série la technologie de batterie utilisée (Lithium-ion) l infrastructure déployée Elle concrétise l accord de partenariat signé en mars 2009 entre EDF et TOYOTA pour une expérimentation sur 3 ans au sein d entreprises et d organismes publics de la région de Strasbourg. Lancement démonstration VHR 41
Les futures expérimentations menées par le groupe EDF L expérimentation de Strasbourg avec Toyota est la première d une série d expérimentations que va mener le groupe EDF avec d autres partenaires. Ainsi, EDF expérimentera avec d autres constructeurs des solutions de mobilité électrique complémentaires du VHR : - véhicules électriques associés à des infrastructures de charge incluant, en plus de la charge normale, des bornes de charge rapide et de l échange mécanique de batteries - véhicules électriques associés à des infrastructures de charge alimentées par des énergies renouvelables dans un contexte insulaire - véhicules hybrides rechargeables à dominante électrique mais aussi : - bus électriques et hybrides rechargeables. Ces projets sont tous candidats à l Appel à Manifestation d Intérêt de l Ademe pour bénéficier du soutien financier du «Fonds Démonstrateur». 42
EDF au service de l innovation dans les transports électriques Bornes de recharge et batteries sont deux dimensions essentielles au dévolpement de la mobilité electrique: EDF mobilse ses ressources en recherche - innovation. Lancement démonstration VHR 43
Bornes de recharge, un savoir faire EDF Les bornes de recharge jouent un rôle crucial pour le développement des véhicules électriques. Grâce à des années d investissements en recherche et développement, et à la coopération menée de longue date avec les constructeurs de véhicules électriques puis hybrides rechargeables, EDF est aujourd hui un expert incontesté en matière de systèmes de recharge à fort contenu technologique. C est à ce titre qu EDF a été désigné par le gouvernement français chef de file de l industrie française dans le groupe de travail franco-allemand chargé de proposer ce que sera la prise européenne de demain. 44