Efficacité énergétique des voitures électriques

La consommation minimale d'une voiture électrique, d'après le département de l'Énergie des États-Unis, est de 16,8 kWh/100 km dans le cas de la BMW i3[1]. Le site allemand heise autos obtient, quant à lui, la valeur minimale de 15,0 kWh/100 km également dans le cas de la BMW i3[2], en accord avec le chiffre moyen retenu par le site dd magazine[3]. Dans une étude de l'université technique de Dresde, la consommation moyenne des véhicules électriques est estimée à 15 kWh/100 km[4]. Enfin, l'Association nucléaire mondiale estime que les consommations des véhicules électriques vont de 13 à 20 kWh/100 km, la moyenne s'établissant autour de 15 kWh/100 km, sans chauffage ni climatisation[5]. La consommation de Renault ZOE est estimée par heise autos à 14,8-15,7 kWh/100 km[6]. Les valeurs réelles de consommation seraient de 15 à 20 kWh/100 km[7], avec de forts écarts en période de chauffage, ou de climatisation, et selon le style de conduite[8]. L'association négaWatt fait l'hypothèse d'une consommation moyenne de 18 kWh/100 km[9].

États-Unis

Voiture électrique Tesla.

Le tableau suivant compare les classements officiels d'économie de carburant pour les véhicules tout électriques évalués par l'EPA en novembre 2016[10],[11] par rapport aux véhicules hybrides rechargeables à longue distance les plus énergétiquement efficaces (Chevrolet Volt - deuxième génération), aux véhicules hybrides essence-électricité (Toyota Prius Eco - quatrième génération)[12],[13],[14] et aux véhicules neufs moyens 2016 de l'EPA, dont la consommation de carburant est de 9,4 L/100 km[10],[12].

Tableau synoptique

Consommation d’énergie en kWh/100 km
Véhicule Modèle (année) Cycle combiné Ville Autoroute
Hyunda Ioniq Electric 2017 15.7 14.0 17.5
BMW i3 (60 A.h) 2014/2015/2016 17.2 15.6 19.3
Scion iQ EV 2013 17.7 15.5 20.4
Chevrolet Bolt EV 2017 17.7 16.7 19.0
Chevrolet Spark EV 2014/2015/2016 18.0 16.7 19.6
BMW i3 (94 A.h) 2017 18.1 16.6 20.2
Honda Fit EV 2013/2014 18.1 16.2 20.4
Fiat 500e 2013/2014/2015 18.4 17.5 19.8
Volkswagen e-Golf 2015/2016 18.4 17.0 20.4
Nissan Leaf (24 kW-h) 2013/2014/2015/2016 18.7 17.0 21.0
Mitsubishi 2012/2013/2014/2016 19.1 17.0 22.0
Nissan Leaf (30 kW-h) 2016 19.1 17.2 21.0
Fiat 500e 2016 19.1 17.7 21.0
Smart electric drive 2013/2014/2015/2016 20.0 17.5 23.0
Kia Soul EV 2015/2016 20.4 18.0 23.0
Ford Focus Electric 2012/2013/2014/2015/2016 20.4 19.0 22.0
Tesla Model S AWD-70D 2015/2016 21.0 21.0 21.0
Tesla Model S AWD-85D 2015/2016 21.0 22.0 20.2
Tesla Model S AWD-90D 2015/2016 21.0 22.0 20.2
Tesla Model S (60 kW-h) 2014/2015/2016 22.0 23.0 22.0
Tesla Model S AWD-P85D 2015/2016 23.0 24.0 22.0
Tesla Model S AWD-P90D 2015/2016 23.0 24.0 22.0
Tesla Model X AWD-90D 2016 23.0 24.0 23.0
Tesla Model X AWD-P90D 2016 24.0 24.0 24.0
Tesla Model S (85 kW-h) 2012/2013/2014/2015 24.0 24.0 24.0
Mercedes-Benz B-Class Electric Drive 2014/2015/2016 25.0 25.0 26.0
Toyota RAV4 EV 2012/2013/2014 28.0 27.0 29.0
BYD e6 2012/2013/2014/2015/2016 34.0 35.0 33.0

Électricité

Articles connexes : Bilan énergétique (statistique), Décarbonation, Énergie primaire, Énergie finale, Impact environnemental du transport routier#Électricité et Écomobilité#Véhicules au gaz et électriques.

En France, les émissions de CO2 dues à la production d'électricité ont été, en 2015, de 23,1 Mt pour 546 TWh, soit 0,06 kg (CO2)/kWh[15]. Dans le monde, la moyenne d'émission de la production d'électricité nucléaire s'élèverait à 0,066 kg (CO2)/kWh[16].

Global Chance porte un intérêt au véhicule électrique dans le cas de l'électricité produite à partir de gaz, car « il n'est manifestement pas possible de se reposer sur le seul succès éventuel des percées technologiques potentielles [...] pour répondre aux défis que constituent la raréfaction du pétrole et le réchauffement climatique »[17].

Rendement

Efficacité énergétique des voitures thermiques en ville et sur autoroute (Document DoE).

Selon Jean-Marc Jancovici, le rendement d'un véhicule électrique à partir de la prise électrique s'élève à environ 50 %, quand on tient compte du chauffage et de la climatisation (les pertes du réseau électrique étant incluses)[18]. Compte tenu du facteur de l'ADEME de 2,58 (voir Énergie grise#Énergie grise énergétique), nous aboutirions à un rendement d'environ 0,5/2,58 soit 19 %, ce qui correspond à l'ordre de grandeur du bilan des véhicules thermiques, d'après le schéma du département de l'Énergie des États-Unis (où le rendement des véhicules thermiques est inférieur à 20 %).

Le rapport entre le rendement de 50 % pour la voiture électrique et celui de 20 % (ou moins) pour la voiture thermique permet à Jean-Marc Jancovici d'affirmer que « la chaîne électrique est 2,5 fois plus efficace que la chaîne thermique ». Le problème de la comparaison des consommations réside dans le fait qu'on compare généralement des véhicules thermiques moyens, voire gros, à de petits véhicules électriques[18]. Ce facteur de 2,5, rapporté au facteur de l'ADEME de 2,58 montre qu'actuellement en France, à véhicule égal, le rendement entre un véhicule électrique et thermique serait approximativement identique. D'ailleurs, selon une étude de l'ADEME, la consommation en énergie primaire des véhicules thermiques et électriques serait approximativement équivalente[19]. Dans ces conditions, pourquoi le véhicule électrique se développe-t-il d'ores et déjà? Parce que le renouvellement du parc automobile prend du temps, et qu'on espère que l'électricité (y compris pour ses nouveaux usages) sera de plus en plus décarbonée[20],[21]. Compte tenu du facteur entre l'énergie primaire et l'énergie finale qui vaut 1,8 en Allemagne en raison du fort développement des énergies renouvelables (contre 2,58 en France - voir Énergie grise#Énergie grise énergétique), nous aboutirions à un rendement d'environ 0,5/1,8 soit 28 %, ce qui est supérieur au bilan des voitures thermiques (bilan inférieur à 20 %). Mais pour cela, il faut que les recharges soient majoritairement lentes, ce qui est le cas puisque 90 % des recharges sont effectuées à domicile ou sur le lieu de travail ; les stations de recharge viennent en complément, pour des utilisations occasionnelles[22]. Cependant l'Allemagne entend s'équiper de stations de recharge ultra-rapides[23],[24], ce qui conduirait à l'augmentation, donc à la détérioration du coefficient de 1,8, en raison du recours à des centrales thermiques. Selon Greenpeace-Allemagne, les voitures électriques affichent un écart entre les consommations annoncées par les constructeurs, et celles constatées dans les conditions réelles d'utilisation encore plus grand que dans le cas des véhicules thermiques[25].

Pour tenir compte du taux d'occupation des moyens de transport, les statisticiens préfèrent exprimer la consommation en kWh/(100 voyageur-kilomètre)[réf. souhaitée]. En 2008, en France, le taux d’occupation moyen des voitures par déplacement était de 1,4 personne[26].

Le site Spritmonitor[27] et l'ADAC[28] allemande proposent un classement des voitures électriques les plus économes, à partir de consommations constatées ou mesurées.

Énergie de freinage

Le gain dû à la récupération de l'énergie de freinage est difficile à évaluer car il dépend entièrement du mode d'utilisation des « freins » et du trafic (le gain sera beaucoup plus important dans une agglomération avec un trafic erratique et avec une conduite souple que sur une autoroute fluide).

Notes et références

  1. (en) 2016 Small Cars - Sorting is based on EPA Combined City/Hwy MPG, sur le site du département de l'Énergie des États-Unis fueleconomy.gov
    Sur cette page, la consommation est fournie par ordre croissant. Le premier véhicule indiqué affiche la consommation la plus faible. Le chiffre de 27 kWh/100 miles correspond approximativement à 16,8 kWh/100 km.
  2. (de)Comparaison sur heise.de
    Nb: Dans le tableau en bas de la page, on trouve 18,8 kWh pour 125 km soit environ 15,0 kWh/100 km par beau temps frais, en plein jour, sans climatisation et sans éclairage.
  3. combien-de-kWh-aux-cent sur ddmagazine.com
  4. (en) Prospects of Electricity Demand and Demand Side Management Potentials of Residential Customers sur tu-dresden.de Voir diapositive no 9.
  5. (en) electricity and cars, sur world-nuclear.org du 30 juin 2016, consulté le 21 août 2016.
  6. (de) Renault Zoe mit 41 kWh-Batterie, sur heise.de du 28 septembre 2016, consulté le 22 octobre 2016.
  7. (en) springer sur link.springer.com
    Cf. « we can assume a realistic electricity consumption of 15 to 20 kWh/100 km for urban and extra-urban traffic ».
  8. (de) Consommation sur sedl.at
  9. Fermer 17 réacteurs nucléaires: une absurdité? sur decrypterlenergie.org, site de l'association négaWatt. Voir note 14 du document, qui annonce le chiffre de 18 kWh/100 km.
  10. a et b United States Environmental Protection Agency and U.S. Department of Energy, « Model Year 2016 Fuel Economy Guide - Electric vehicles & Plug-in Hybrid Electric Vehicles », sur fueleconomy.gov, (consulté le 18 décembre 2015) See pp. 27–28 for all-electric vehicles and pp. 30–31 for plug-in hybrid electric vehicles. The average 2016 vehicle gets 25 mpg
  11. United States Environmental Protection Agency and U.S. Department of Energy, « Model Year 2017 Fuel Economy Guide - Electric vehicles & Plug-in Hybrid Electric Vehicles », sur fueleconomy.gov, (consulté le 19 novembre 2016) pp. 32–36.
  12. a et b U. S. Environmental Protection Agency and U.S. Department of Energy, « Fueleconomy.gov's Top Fuel Sippers (EPA Ratings, All Years) », fueleconomy.gov, (consulté le 6 décembre 2015) Excludes all-electric vehicles. Click on the tab "Top Fuel Sippers (EPA Ratings, All Years)" - The 2016 Volt has a combined fuel economy of 77 mpg-e. The BMW i3 REx has a combined fuel economy of 88 mpg-e, and ranks as the most efficient EPA-certified current year vehicle with a gasoline engine.
  13. U. S. Environmental Protection Agency and U.S. Department of Energy, « Compare Side-by-Side - 2015 Toyota Prius, 2016 Toyota Prius and 2016 Toyota Prius Eco », Fueleconomy.gov, (consulté le 18 décembre 2015) The average 2016 vehicle gets 25 mpg.
  14. U. S. Environmental Protection Agency and U.S. Department of Energy, « 2016 Best and Worst Fuel Economy Vehicles - (excluding electric vehicles) », Fueleconomy.gov, (consulté le 17 août 2015) See the tab "Cars excl. EVs" – The Prius c is the most fuel efficient in the compact class and the conventional Prius is the most fuel efficient in the midsize class, and both rank ahead of the most fuel efficient in any other clars.
  15. Bilan électrique 2015, RTE, 3 février 2016. [PDF]
  16. (en) sovacool_nuclear_ghg.pdf, sur nirs.org [PDF]
  17. La fée électricité sous le capot ? sur global-chance.org/, site de Global Chance. [PDF]
  18. a et b « La voiture électrique est-elle LA solution aux problèmes de pollution automobile ? », sur le site de Jean-Marc Jancovici, (mis à jour le 1er octobre 2017).
  19. [PDF] analyse du cycle de vie comparative véhicule électrique - véhicule thermique sur connaissancedesenergies.org; voir graphique page 26 (avec potentiel d'amélioration des véhicules thermiques en page 27).
  20. Cédric Ringenbach, « Faut-il électrifier la mobilité ? », Centrale Énergies — Flash, no 55,‎ (lire en ligne [PDF]) :

    « À première vue, les émissions sont du même ordre de grandeur ; le moteur à explosion a un plus mauvais rendement que celui de la centrale thermique, mais le transport de l’électricité coûte également de l’énergie ; admettons que cela s’équilibre. »

  21. (en) Renewable electricity is a must to decarbonise land freight transport, sur Transport et Environnement, 25 juillet 2017 (consulté le 24 février 2019).
  22. Voitures électriques : les zones blanches du réseau de recharge, Les Échos, 7 avril 2018.
  23. (de) Daimler - stations de recharge rapides sur auto-service.de
  24. (de) Corridor de stations de recharge de 350 kW sur heise.de
  25. (de) Comparaison entre voiture thermique et voiture électrique sur greenpeace.de
  26. Commissariat général au développement durable, La mobilité des Français. Panorama issu de l’enquête nationale transports et déplacements 2008, Ministère de l'Écologie (France), décembre 2010 [PDF], p. 13.
  27. « Les véhicules électriques les plus économiques », Spritmonitor.
  28. (de) « Aktuelle Elektroautos im Test: So hoch ist der Stromverbrauch » [« Voitures électriques actuelles : consommations électriques », ADAC, 8 août 2019.

Voir aussi

Articles connexes