Quelle énergie choisir pour rouler demain ?

Écrit par  Antonio MENDES DA PAULA Taille de police Réduire la taille de la police Réduire la taille de la police Augmenter la taille de police Augmenter la taille de police

L'achat d'un véhicule est une dépense importante dans les ménages, mais aussi dans les entreprises et les collectivités territoriales. Les engagements réglementaires en matière de réduction .... de l'Europe, des pays européens et des grandes métropoles comme Paris, Lyon ... orientent le secteur du transport vers une révolution technologique.

Actuellement, au niveau des énergies, on produit des moteurs thermiques à essence et diesel depuis plus d'un siècle. Les normes euro 5 & 6 ont contraint les constructeurs automobiles à approfondir le traitement des différents gaz liés à la combustion du carburant dans le moteur. Le scandale du dieselgate a révélé au grand public et aux autorités les difficultés techniques à traiter à moindre coût les gaz à effet de serre.

En 2021, il apparaît que dans le domaine du transport, on s'oriente vers une solution technique en fonction de l'usage du véhicule. Le transport routier sur de longues distances va utiliser l'hydrogène. Le transport de marchandises sur de courtes distances en milieu urbain va privilégier l'électricité. Au niveau des ménages, le citadin d'une grande métropole aura une voiture électrique pour se rendre à son travail et faire ses courses, le rural aura une voiture à essence ou diesel pour ses différents trajets. Au niveau des collectivités territoriales, on expérimente depuis quelques années le bus à hydrogène en complément du bus électrique et du bus au gaz.

Le transport urbain 

Les différentes contraintes réglementaires à court et à moyen terme vont bannir les motorisations à essence et diesel au cœur des centres-ville dans les métropoles de plus de 400.000 habitants. L'idéologie mise en œuvre privilégie le transport collectif dans les villes à travers le développement des infrastructures où le métro, le tramway, le bus .... et téléphérique urbain sont les moyens de maillage des territoires urbains. Au niveau des courtes distances, il est préconisé d'utiliser le vélo et la marche à pied.

En conséquence, le plan d'urbanisme des grandes métropoles utilise les grandes artères de circulation routière pour implanter les lignes de tramway ce qui engendre une "congestion" de la cité avec des embouteillages monstres avec une augmentation de la pollution de l'air.

Des études récentes ont pointé l'accroissement des embouteillages. Exemple en Ile de Francela saturation du réseau routier s'accroît chaque année aux heures de pointe. On évalue cette perte de temps des automobilistes à 10 heures/semaine.

21 Embouteillage

La politique des transports volontariste des collectivités territoriales des principales métropoles a conduit à asphyxier les centres-ville. Ainsi, en fonction des conditions météorologiques, on assiste régulièrement à des pics de pollution de l'air.

21 Pollution Lyon Centre

21 Pollution Lyon Centre PM 2.5 2018 2020

Depuis, les pouvoirs publics ont encadré par des mesures réglementaires liées à la pollution atmosphérique de l'air les différentes initiatives des collectivités territoriales. En 2016, la vignette Crit'Air devient obligatoire dans les périmètres des zones faibles émissions mobilité (ZFE-m) déterminée par les Mairies et les Préfectures lors d'un pic de pollution. Ainsi, le droit de la liberté de circuler en centre-ville aux automobilistes est restreint à certaines motorisations. Dans ces territoires, les véhicules les plus polluants identifiés par les vignettes Crit'Air 5, 4 et 3 sont soumis à des restrictions de circulation, cependant sur le reste du territoire national, ces véhicules peuvent librement circuler même sans vignette Crit'Air.

Au niveau des métropoles ayant instauré des mesures restrictives de circulation, on peut citer Paris, le Grand Paris, Lyon, Grenoble, Aix en Provence, Marseille, Montpellier, Nice, Rouen, Strasbourg, ToulonToulouse ..

21 Vignette Crit Air Certificat qualite Air

Actuellement, les mesures restrictives de circulation prises par les maires des métropoles dans les centres-ville ont conduit une partie de la population à abandonner la voiture pour circuler. On évalue à Paris à + 50 % le nombre de parisiens sans voiture. A Lyon, on cite le chiffre d'environ 30 %.

Cette transformation sociale par rapport à la mobilité dans la métropole va s'accentuer à l'avenir. Les ménages des centres-ville sans véhicule sont aussi des électeurs qui vont élire des personnalités politiques qui œuvrent à supprimer la voiture de la ville. Les nouveaux aménagements territoriaux suppriment des voies de circulation au profit des aménagements d'espaces verts. Au cœur des villes, la voiture n'est plus le moyen de transport utilisé pour la mobilité. La politique d'aménagement du "Tout voiture" est remise en cause au profit d'une politique volontariste vers une "ville plus propre". Au niveau de la mobilité, il est toléré la voiture électrique, elle est silencieuse et elle ne produit pas de gaz à effet de serre.

Le constructeur français Renault en commercialisant le modèle de la Zoé répond aux exigences des métropoles. Une voiture 100 % électrique avec une autonomie d'environ 300 km en circuit urbain. La deuxième génération lancée en 2019 permet d'améliorer les performances avec de nouveaux moteurs électriques de 100 kW (135 ch) et une nouvelle génération de batterie. Au niveau de la charge de la batterie, il faut 34h avec une prise normale électrique à son domicile, sinon il faut opter pour le système de charge rapide (DC 50 Kw) qui permet une recharge de la batterie à 80 % en seulement 1h15. La citadine électrique Zoé modèle R135 finition Intens est vendu à partir de 36.600 € + 1.000 € pour l'option DC50 (achat intégral: voiture + batterie) hors bonus.

21 Renault Zoe Electrique 1

Le coût élevé d'acquisition d'une voiture électrique ne permet pas la "démocratisation," de ce type de motorisation. Cependant, le groupe automobile Dacia a annoncé la sortie commerciale à l'automne 2021 du modèle "Spring Confort" équipé d'une motorisation électrique de 33 kW (44ch) avec une autonomie d'environ 230 km en ville. Au niveau tarifaire, le prix est de 16.990 € hors bonus (12.403 € bonus déduit). Sur le modèle "Spring Confort Plus" à 18.085 €, il y aura la possibilité de prendre en option le système de recharge rapide combo à 30 kW à 600 €. Les pré-commandes seront ouvertes dès le 20 mars 2021. La voiture électrique sera construite en Chine.

21 Dacia Spring Electrique 1

Au niveau de l'alimentation électrique pour recharger la batterie de la voiture électrique, il faut disposer d'un parc urbain de bornes électriques conséquent en complément d'une installation individuelle à son domicile si le ménage habite dans une maison. Dans les nouvelles constructions d'immeubles, il est prévu d'installer quelques bornes électriques. Actuellement, le parc de bornes électriques français est évalué à environ 30.000 bornes dont 30 % sont hors d'usage ou supprimé. Dans un discours, le président de la République a souhaité atteindre le chiffre de 100.000 bornes fonctionnelles d'ici la fin de l'année 2021. A priori, cet objectif est surréalisme par rapport aux différents acteurs sur le terrain.

21 Data Carte Bornes Recharge Vehicule electrique France

En comparaison aux Pays-Bas, la métropole d'Amsterdam a + 1.000 bornes électriques fonctionnelles installées sur le domaine public et le groupe Total a commencé à installer 20.000 bornes de recharge les provinces de Hollande Septentrionale, de Flevoland et d’Utrecht.

Le développement de la voiture électrique est conditionné par la baisse du prix du véhicule, à un réseau de bornes rechargeables électriques comparable en densité au réseau de stations d'essence et à une réduction drastique du temps de recharge à quelques minutes identique à un plein d'essence.

21 Autoroutes France Carte Bornes rechargeable rapide

Actuellement, il se développe des applications afin d'indiquer les emplacements, mais aussi le type de recharge électrique ainsi que sa disponibilité dans la journée.

21 Implantation Borgne Recharge Electrique Montceau Les Mines

Actuellement, les principaux constructeurs automobiles misent sur la motorisation électrique en remplacement de la motorisation diesel. Ainsi, les constructeurs sortent de leurs chaînes de production une gamme spécifique et une électrification de leur motorisation de leur gamme actuelle soit en hybride soit 100 % électrique.

L'accroissement de l'espace urbain autour de sa périphérie a étendu son attractivité sur le milieu rural. Les ménages les moins aisés financièrement vont s'installer dans cette périphérie pour bénéficier de meilleures conditions de vie. La métropole est devenue le principal employeur sur les bassins d'emploi régionaux. Cette évolution sociologique a entrainé une dualité dans la métropole. La hausse de prix de l'immobilier a eu pour conséquence de conduire les ménages les moins fortunés à habiter dans la périphérie des grandes villes. Les études récentes ont établi le pouvoir d'attractivité d'une métropole sur son territoire à un rayon de 100 km.

Au Japon, le constructeur automobile Toyota avait perçu la nécessité de proposer un véhicule qui répondait à l'aspiration de "bien-être" au coeur des grandes métropoles japonaises. Le véhicule hybride rassemble une motorisation thermique à essence et une motorisation électrique. Sur le papier, ce nouveau concept de la mobilité répond aux aspirations des ménages japonais, mais aussi au besoin de mobilité dans les grandes métropoles du monde entier.

Le groupe automobile japonais, l'un des leaders mondiaux fait le pari de commercialiser le modèle "Prius" en 1997 au Japon. La production en série de la Prius est un pari technologique en intégrant une motorisation électrique couplée à une batterie révolutionnaire. En réalité, la propulsion électrique est très réduite. Le fonctionnement en mode électrique se réalise au démarrage et sur la route lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à 30 km/h. En pratique, il fonctionne à + 90 % en mode thermique.

 21 Toyota Prius Hybride

A partir des années 2000, le véhicule hybride est exporté en Europe et aux Etats-Unis. Depuis le succès commercial de cette première mondiale a permis au groupe japonais de s'imposer sur la scène internationale. Actuellement + 16 millions d’hybrides Toyota ont été vendus dans le monde à travers 41 modèles hybrides vendus dans + 90 pays depuis son lancement en 1997. Dans sa communication le groupe Toyota indique " qu'il a contribué à une réduction de 100 millions de tonnes de CO2 et d'environ 29 millions de kilolitres de carburant dans le monde".

Sur le papier, l'intérêt de la technologie hybride était de proposer un mode de circulation adapté en fonction des lieux. En centre-ville, la motorisation électrique était utilisée, et sur les longs déplacements, la motorisation thermique permettait l'autonomie suffisante afin de parcourir des centaines de kilomètres. En pratique, le véhicule hybride fonctionne en mode thermique en ville dès le dépassement d'une certaine vitesse. Les travaux en cours dans les bureaux d'études contribuent à accroître l'autonomie en mode électrique sur la route.

En France, la motorisation au gaz naturel pour véhicules (GNV) et au gaz de pétrole liquéfié (GPL) n'a pas vraiment percé. En 2021, le groupe Dacia propose la nouvelle Sandero avec une bicarburation à l'essence et au GPL au même prix que la version à la motorisation essence. L'implantation d'un réseau suffisant de stations GPL et GNV sur l'ensemble du territoire malgré plusieurs tentatives n'a pas convaincu les ménages français, malgré une taxation moins élevée.

21 Concession Dacia Sandero Stepway AV

La politique des transports mise en œuvre dans la plupart des grandes métropoles est de limiter l'accès aux véhicules "polluants" au centre-ville. Les parcs relais dissimilés en périphérie autour d'un certain périmètre du centre-ville doivent être utilisés par les périurbains et les ruraux. La limitation de vitesse appliquée sur les boulevards périphériques en fonction des pics de pollution atmosphérique et des pics de pollution sonore contribue à restreindre l'accès aux automobilistes des centres-ville.

L'Etat français a décidé d'accompagner la transition énergétique avec une aide de 100 millions € à verser aux sociétés qui vont investir dans les bornes de recharge électrique sur le domaine public du réseau routier national. Cette aide financière représente environ 15 à 30 % du coût de l'installation en fonction du type de borne.

L'Union Française de l'Electricité (UFE) publie un tableau synthétique mis à jour tous les trimestres sur le ratio du nombre de véhicules électriques/borne de recharge publique. On peut noter des importantes disparités entre le monde rural et les métropoles.

21 Union Francaise Electricite UFE Carte France Implantation Bornes

En examinant les principales régions françaises autour des grandes métropoles (Paris, Lyon & Marseille), on constate un important retard sur le domaine public où il y a un accroissement du parc automobile de véhicules électriques.

21 Union Francaise Electricite UFE Carte France Implantation Bornes Ile France

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21 Union Francaise Electricite UFE Carte France Implantation Bornes Auvergne Rhone Alpes

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21 Union Francaise Electricite UFE Carte France Implantation Bornes Provence Alpes Cote Azur

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Le Véhicule à Hydrogène

Le président du groupe Michelin, Florent Menegaux a déclaré "c'est la prochaine grande révolution du transport". L'hydrogène apparaît comme l'une des solutions de la mobilité de demain. Plusieurs acteurs œuvrent à développer cette technologie dans le monde.

Actuellement, la production de l'hydrogène est réalisée à partir du méthane ce qui génère une importante quantité de CO2 dans l'atmosphère. Plusieurs pays se mobilisent pour orienter les recherches vers la production de l'hydrogène à partir de l’électrolyse de l'eau. Cette technique est la future filière de production verte de l'hydrogène. Cependant, les installations de production par électrolyse de l'eau consomment une importante quantité d'électricité. Ce procédé est actuellement très onéreux à produire. Les centres de recherche travaillent sur ce sujet pour améliorer la production en réduisant le besoin énergétique. Les progrès attendus permettront d'abaisser le coût de revient de l'hydrogène vert.

L'Union européenne a inscrit ce projet comme une priorité à développer pour atteindre la neutralité climatique aux horizons 2050. L'Allemagne a prévu d'investir environ 9 milliards € pour devenir l'un des leaders mondiaux dans ce domaine.

Le groupe automobile japonais Toyota a développé sa technologie de traction électrique à hydrogène sur mon modèle appelé "Mirai". Elle a été commercialisée à partir de 2015 aux Etats-Unis. Ce premier modèle avait une autonomie d'environ 500 km. Le temps nécessaire pour faire un plein d'hydrogène est d'environ 3 minutes. Au niveau de sa puissance, la voiture avait 113 kW (150 ch) pour atteindre la sa vitesse de pointe à +170 km/h. Actuellement le prix de la nouvelle versionde la Mirai est de 78.900 €.

En France, la Société du Taxi Electrique Parisien (STEP) a développé le service de mobilité Hype avec une flotte d'environ 100 véhicules à hydrogène. Le parc automobile est constitué des modèles Mirai de Toyota et de Ix35 de Hyundai. Un nouveau contrat a été conclu entre la STEP et Toyota pour la livraison de 500 Mirai sur la période 2020-2021. 

21 Toyota Voiture Hydrogene Hype

Les métropoles de la Corée du Sud, Séoul, Busan, Incheon, et Daegu sont confrontées à la pollution atmosphérique comme les grandes métropoles de l'Asie. Le constructeur de  Hyundai œuvre depuis les années 1980 au développement de la technologie de l'hydrogène afin d'apporter une solution à la mobilité dans un tissu urbain très peuplé. Le modèle Ix35 Fuel Cell à été commercialisé en Europe et en Asie depuis 2014. En 2020, le modèle SUV Naxo est vendu à partir de 70.000 €.

 21 Hyundai Voiture Hydrogene Nexo

Pourquoi le véhicule à hydrogène devrait s'imposer dans la mobilité du futur ?

Les différentes mesures réglementaires de restriction de circulation dans les métropoles européennes vont impacter les professionnels (taxis, VTC, artisans, livreurs, ..) mais aussi le transport des marchandises (routiers) et des personnes (cars). Dans ce cadre, la ville de Paris a annoncé l'interdiction de circulation aux véhicules à motorisation diesel en 2024 et 2030 pour les véhicules à motorisation à essence.

Martin Daum, directeur de la branche de poids lourds du constructeur Daimler explique la nécessité de développer le camion à hydrogène:

"Un transport véritablement neutre en CO2 ne sera possible qu’avec une chaîne de traction électrique, l’énergie pouvant provenir de deux sources: soit de batteries, soit de la conversion de l’hydrogène en électricité à bord du véhicule. Les piles à combustible sont une solution décisive pour les camions utilisés pour le transport lourd à longue distance. Le partenariat avec Volvo est une étape importante pour mettre des bus et des camions équipés de batteries à combustible sur les routes".

Les différents acteurs de la transformation du transport

Un accord de coopération a été signé entre les groupes industriels européens Mercedes Benz & Volvo Group afin de développer les nouvelles piles à combustible pour les poids lourds. La solution de la pile à combustible par rapport aux batteries permet une autonomie nettement plus importante avec un temps de recharge de quelques minutes comparable à une motorisation diesel. En Europe, le marché du poids lourd à pile à combustible hydrogène devrait se développer vers 2025. 

Le groupe Hyundai Motor a conclu un accord de développement avec la société suisse H2 Energy afin de finaliser l'équipement de la Suisse de stations de production à hydrogène par électrolyse, mais aussi la production de piles à combustible pour les secteurs du transport (automobile & ferroviaire & maritime) et du bâtiment. Le groupe sud coréen a annoncé la livraison de 1.000 camions à pile à combustible d'ici 2025 pour la Suisse.

21 Hyundai Camion Hydrogene Xcient

Le groupe américain de poids lourds Nikola Motors a présenté en 2019 le modèle Tre pour le marché européen. Ce modèle permet aux chauffeurs routiers de parcourir entre 800 et 1.000 kilomètres avec une puissance maxi de 1.000 chevaux. Actuellement, le groupe américain a reçu + 13.000 commandes du monde entier. En Europe, la livraison des premiers camions aura lieu vers 2023.

21 Camion Nikola Motors Tre Hydrogene

Certaines métropoles françaises pionnières comme Pau, Versailles, Bruay La Bussière et Auchel .... ont décidé de proposer aux usagers un mode de transport collectif à "énergie propre" en adoptant la motorisation de pile à hydrogène (H2). Actuellement, les collectivités engagées dans la dépollution peuvent recourir soit au bus électrique à batteries soit au bus électrique à pile à hydrogène.

21 Bus Hydrogene Ile de France

Actuellement, le bus électrique à pile à hydrogène permet une autonomie d'environ 300 km/jour ce qui correspond à la distance parcourue au cours d'une journée de service. Au niveau du temps à faire un plein d'hydrogène, il est d'environ 20 min ce qui est beaucoup plus rapide que le temps de recharge des batteries ion-lithium.

Au niveau budgétaire, un bus électrique à pile à hydrogène coûte environ 650.000 € contre 300.000 € pour un bus diesel. Il faut s'équiper d'une station à hydrogène pour un coût à partir de 4,5 millions €.

21 Bus Hydrogene Ville Pau

La société française Symbio en partenariat avec les groupes Michelin et Engie est devenue le leader français des systèmes de pile à hydrogène (H2). Il propose à la location une flotte de véhicules utilitaires comme le Kangoo ZE H2 et le Master ZE H2.

Le groupe industriel français Renault s'implique dans la mutation technologique à la pile à combustible à l'hydrogène. Un accord industriel entre le groupe Renault et le groupe américain Plug Power va permettre de convertir les modèles de la gamme comme le Master et le Trafic. A terme, l'accord porte sur le développement d'une nouvelle gamme de véhicules utilitaires afin de répondre aux besoins des professionnels qui œuvrent dans les métropoles. L'objectif du groupe Renault est de devenir le leader européen des véhicules légers à pile à combustible à l'hydrogène.

21 Renault Kangoo Master ZE

Actuellement le réseau français de stations à hydrogène est peu développé. Les pouvoirs publics ne se mobilisent pas pour équiper la France d'un réseau équivalent au réseau des stations-service aux énergies fossiles (ES/GO).

En résumé, le tableau permet d'orienter son choix du type de motorisation en fonction de son usage et du coût global du véhicule (achat, consommation,maintenance).

21 Tableau comparatif

En Australie, il a été mis en oeuvre une taxation au kilomètre sur les véhicules à motorisation électrique et hybride pour compenser la perte des recettes des taxes sur les carburants fossiles.

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Dernière modification le vendredi, 12 mars 2021 10:12
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