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RÉSUMÉ
Avec plus de 9 millions de voitures électriques vendues dans le monde entier en 2023, le véhicule électrique est devenu un moyen de transport individuel important. Environ 14 500 voitures à hydrogène ont été vendues à la même époque marquant un intérêt naissant dans ce domaine. Cet article présente quelques aspects énergétiques liés à ce type de mobilité. De l’électricité est nécessaire pour charger les batteries qui sont le cœur du véhicule électrique. Elle devrait aussi être utilisée pour produire de l’hydrogène par électrolyse qui alimentera la pile à combustible de la voiture à hydrogène. L’objectif de ces véhicules est de réduire l’impact de la mobilité sur l’environnement. Quelques aspects économiques seront aussi brièvement abordés.
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Christian NGÔ : Edmonium
INTRODUCTION
Pour réduire la consommation de pétrole et diminuer les émissions de CO2, beaucoup de pays songent à introduire des véhicules utilisant l’électricité comme source d’énergie, ce qui implique de décarboner l’électricité, en ayant recours aux énergies renouvelables ou au nucléaire. En Europe, par exemple, il sera interdit de commercialiser des véhicules neufs utilisant un moteur à combustion interne à partir de 2035. L’hydrogène est envisagé comme carburant alternatif car, n’émettant pas de CO2 en fonctionnement, il n’est pas concerné par cette interdiction.
Cette décision européenne, de nature politique, a été prise sans mesurer les conséquences qu’elle va entraîner aux niveaux énergétique, économique et sociétal. Le domaine de l’automobile, où l’industrie européenne est aujourd’hui en avance sur le reste du monde pour ce qui est des véhicules thermiques, risque d’être affaiblie ou en partie démantelée au profit principalement des véhicules chinois. Or, on estime qu’il y a, en Europe, 2,6 millions d’emplois directs dans l’industrie automobile et 12,7 millions d’emplois indirects. Au total, cela concerne de 14 à 15 millions d’emplois soit 7 % du nombre d’emplois européens.
Il est important de noter que si le pétrole est une source d’énergie, l’électricité et l’hydrogène ne sont que des vecteurs énergétiques : il faut de l’énergie pour les produire. Pour l’hydrogène, on sait qu’il existe des sources naturelles mais leur production, si elle est développée à un niveau industriel un jour, ne suffira sans doute pas pour satisfaire la demande des transports.
Dans cet article, nous allons principalement nous intéresser aux aspects énergétiques de la voiture électrique et de la voiture à hydrogène. Nous évaluerons quelques ordres de grandeur des capacités requises dans ce domaine. Le lecteur pourra affiner celles-ci pour ses besoins particuliers.
Nous aborderons aussi quelques aspects économiques mais en nous focalisant plutôt sur les coûts et non sur les prix. En effet, ces derniers peuvent être très différents des coûts en raison de taxes diverses imposées par les États. Par exemple, en France, les taxes sur l’essence et le gazole représentent approximativement 60 % du prix que paye le consommateur. Ces taxes sont de nature variable et dépendent de la politique du moment. Le coût quant à lui dépend du prix du pétrole brut qui varie selon l’offre et la demande, des coûts de production et de transport, du coût du raffinage et des opérations nécessaires à la production du carburant ainsi que la marge réalisée par les différents acteurs de l’achat du pétrole à sa distribution. À ce coût se rajoute des taxes qui conduisent au prix que paye l’utilisateur. Pour l’électricité on a aussi une différence entre le coût et le prix et celle-ci peut varier au cours du temps selon les politiques adoptées.
Si la part de succès ou d’échecs concernant les véhicules électriques dépend des avancées technologiques, elle est aussi liée à d’autres aspects dont certains psychologiques et sociétaux. Parmi les points qui freinent une adoption rapide de ces véhicules, on trouve le problème du ravitaillement en énergie, le prix d’achat et d’utilisation, etc.
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7. Véhicules hybrides et hybrides rechargeables
7.1 Véhicules hybrides
Un véhicule hybride utilise deux sources d’énergie pour la propulsion : la plupart du temps l’essence, et plus rarement le diesel, pour alimenter un moteur à combustion interne, et une batterie chargée à l’électricité pour faire fonctionner un moteur électrique.
L’exemple le plus emblématique est la Prius de Toyota qui fut le premier véhicule hybride commercialisé. La première génération qui n’était pas très intéressante a été commercialisée de décembre 1997 à 2003. Celle qui a vraiment démarré au niveau commercial était la Prius II commercialisée entre 2003 et 2009. Ces deux générations disposaient d’un moteur à combustion interne de 1,5 litre. La troisième génération (2009-2015) et la quatrième (2015-2022) disposaient d’un moteur à combustion interne de 1,8 litre. Le nombre de véhicules Toyota Prius vendus a progressé bien plus vite que ne l’avait anticipée le constructeur. En effet, ce dernier espérait atteindre le million de véhicules vendus à la fin de l’année 2010 or cet objectif a été atteint dès mai 2008.
La batterie, de faible capacité, sert de tampon d’énergie. Elle permet d’aider le moteur thermique lors des reprises. Pendant de faibles laps de temps, lorsque les conditions énergétiques le permettent, le moteur électrique opère seul. À faible vitesse, on peut éventuellement n’utiliser que le moteur électrique sur une faible distance mais c’est plutôt anecdotique dans la pratique.
Les voitures hybrides n’ont pas besoin de se connecter au réseau électrique car la batterie se recharge par de l’électricité générée lors des freinages, des décélérations ou par le moteur à combustion interne. L’autonomie du véhicule n’est limitée que par la taille du réservoir de carburant que l’on peut remplir rapidement en utilisant le réseau des stations-services.
On distingue les hybrides légers (Mild Hybrid Vehicle) dans lesquels le moteur électrique ne peut pas propulser le véhicule seul mais assiste le moteur thermique, et le full hybride (FullHybrid) comme la Toyota Prius dans lequel la propulsion utilise le moteur thermique, le moteur électrique ou les deux en même temps, selon la demande. Le passage d’une motorisation à l’autre est géré électroniquement et...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SMIL (V.) - Energies, An illustrated guide to the biosphere ans civilization. - MIT Press (1998).
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(2) - HORSE (R.) - Calcul-besoins-energetiques-cheval. - (2024). https://www.royal-horse.com/fr/conseil/calcul-besoins-energetiques-cheval/
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(3) - NGÔ (C.) - Déchets, effluents et pollution. Impact sur l’environnement et la santé. - 3e édition, DUNOD (2012).
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(4) - BELLU (S.) - Les automobiles : des origines à l’an 2000. - Larousse (1993).
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(5) - AUTOMOBILE-PROPRE.COM - L’histoire de la voiture électrique. Chapitre 1. - (2023). https://www.youtube.com/watch?v=YLVrSn8wtYk&t=39s
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(6) - WIKIPEDIA - Wikipedia - (2024). https://www.wikipedia.fr
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