Interdiction des véhicules thermiques :

Applicable en 2035, cette décision du Parlement Européen repose sur une idéologie présentant la mobilité électrique comme une solution « zéro émission », ce qui est objectivement faux, comme le démontre cet article.
C’est aussi une décision dangereuse pour l’industrie automobile européenne et l’emploi, comme l’a déclaré le patron de Stellantis « l’électrification est la solution choisie par les politiques, pas par l’industrie » : La voiture électrique menace l’ordre social, pour Carlos Tavares | Automobile (lepoint.fr)

Introduction

Le Parlement Européen a adopté le 8 juin la proposition de la Commission de juillet 2021 [[ EUR-Lex – 52021PC0556 – EN – EUR-Lex (europa.eu) ]], interdisant la commercialisation de voitures et camionnettes thermiques à partir du 1er janvier 2035, dans le but de généraliser les véhicules zero émission de CO₂, dans le cadre de la politique climatique de l’UE visant la neutralité carbone en 2050.
Cette décision [[ Nouveaux objectifs de réduction des émissions de CO₂ pour les véhicules | Actualité | Parlement européen (europa.eu) ]] laisse croire aux citoyens européens que les véhicules mus par un moteur électrique sont entièrement propres, ce qui est faux si l’on prend en compte les émissions de CO₂ générées par la production et la distribution de l’électricité pour recharger les véhicules à batterie, ainsi que les émissions de CO₂ générées par la fabrication des batteries, processus très énergivore et consommateur de métaux rares qu’il faut extraire du sous-sol.
Par ailleurs, la déclaration du rapporteur argumentant « qu’il reviendra moins cher pour les consommateurs d’acquérir et de conduire des véhicules à émission nulle » apparait pour le moins infondée, alors que le coût de production d’un VE est actuellement supérieur de 50 % à celui d’un véhicule thermique comparable.
Les députés européens semblent d’ailleurs conscients de cette escroquerie intellectuelle, car la résolution votée demande à la Commission UE « de développer une méthodologie pour évaluer le cycle de vie complet des émissions de CO₂ des voitures et camionnettes, en incluant le carburant et l’énergie consommée, d’ici 2023 » : en effet, une décision rationnelle devrait être basée sur une telle méthodologie scientifique !
Il faut enfin noter qu’il subsiste un espoir pour faire aboutir une décision politique rationnelle, qui prendrait en compte la problématique de la mobilité propre en Europe dans sa globalité, y compris les risques industriels et sociaux, et de grande dépendance vis-à-vis de l’Asie, car le texte voté par le Parlement constitue une base de négociation avec les gouvernements de l’UE, sur le chemin vers une décision définitive.
Cette analyse est structurée en 3 chapitres.

L’évaluation du bilan carbone de la mobilité électrique à batterie

Emissions générées par la production d’électricité

Avant qu’un véhicule électrique effectue un trajet sans émettre de CO₂ en roulant, il faut charger sa batterie, à hauteur en moyenne de 20 kWh pour 100 km, soit 18 kWh restitués.
Il s’agit d’une moyenne, dépendant du poids du véhicule (dont celui de la batterie, de 150 à 600 kg selon sa capacité), de la température (consommation pour le chauffage ou la climatisation), et des conditions d’utilisation (ville, route, autoroute).
Cette électricité doit être produite, puis transportée et distribuée jusqu’à une borne de recharge, avec des pertes en ligne et de transformation, dont il ne sera pas tenu compte par simplification.
Les émissions de CO₂ des différents moyens de production d’électricité, en prenant en compte le cycle de vie, sont les suivantes :

• Hydraulique : 10 g CO₂/kWh
• Nucléaire : 12 g CO₂/kWh
• Eolien : 14 g CO₂/kWh
• Solaire : 44 g CO₂/kWh (panneaux fabriqués en Chine)
• Cycles combinés gaz : 350 g CO₂/kWh
• Turbines à combustion gaz (pointe) : 490 g CO₂/kWh
• Charbon : 990 g CO₂/kWh

En conséquence, les émissions moyennes de CO₂ générées par la production d’électricité des pays européens sont très disparates : 50 g CO₂/kWh en France, 350 g CO₂/kWh en Allemagne, 750 g CO₂/kWh en Pologne, pour une moyenne UE de l’ordre de 250 g CO₂/kWh.
Sur la base de cette moyenne, la production d’électricité nécessaire pour parcourir 100 km a généré en amont une émission de 250 x 20 = 5.000 g de CO₂, soit 50 g CO₂/km (10 g CO₂/kWh en France, grâce à nos parcs hydraulique et nucléaire).
Mais surtout, il convient de prendre conscience que le niveau d’émission n’est pas du tout le même selon le type d’usage et de recharge, notamment en France :

• La batterie d’un petit VE (25 kWh de capacité), ou la batterie d’un véhicule hybride rechargeable (capacité 15 kWh), a pour finalité d’effectuer des trajets quotidiens, avec en général une recharge lente de nuit à domicile (à l’instar d’un chauffe-eau), donc en « heures creuses », avec une électricité générée principalement par l’hydraulique, le nucléaire et l’éolien, avec une émission de CO₂ de l’ordre de 30 kg CO₂/kWh en moyenne (voir Eco2mix – Emission de C02 par kWh électrique en France | RTE (rte-france.com)) : il en résulte pour cet usage un niveau d’émission très réduit, de l’ordre de 6 g CO₂/km.
• Par contre, la batterie d’un grand VE routier (capacité 100 kWh) doit être rechargée en mode « ultra rapide » (puissance 150 kW) sur autoroute ou voie rapide quand le véhicule effectue un trajet de longue distance. Quand cette recharge doit être faite en heure de pointe, notamment l’hiver, l’électricité, si elle peut être disponible, provient de moyens de production fossiles (gaz ou charbon), avec un niveau d’émission très élevé, de 70 à près de 200 g CO₂/km si l’électricité est générée par du charbon.

Consommation d’énergie et émissions générées par la fabrication de la batterie

Il faut consommer une grande quantité d’énergie pour extraire les métaux nécessaires (Nickel, Manganèse, Cobalt, Lithium) à la fabrication de la batterie, et pour les conditionner, fabriquer les cellules et les assembler.
Dans un document publié par Renault en novembre 2021, lors du lancement de la concertation préalable pour le projet d’une usine de production de batteries à Lambrez-lez-Douai, figure un tableau synthétisant l’empreinte carbone d’une batterie lithium-ion :

On peut donc évaluer une empreinte carbone de l’ordre de 60 kgCO₂ par kWh de capacité pour une batterie fabriquée en Europe (avec une électricité générant 250 g CO₂/kWh), et de l’ordre de 100 kgCO₂ par kWh pour une batterie fabriquée en Chine (avec une électricité majoritairement issue de charbon, générant 600 gCO₂/kWh). Une fabrication en France avec une électricité générant 50 g CO₂/kWh ramènerait l’empreinte carbone à 40 kgCO₂ par kWh.
Cela correspond à une consommation d’énergie totale de l’ordre de 250 kWh pour fabriquer une batterie d’une capacité de 1 kWh, dont 55 % de pétrole pour l’extraction des matériaux et 45 % en électricité pour la fabrication.
Pour un petit véhicule électrique équipé d’une batterie de 25 kWh, cela signifie une consommation d’énergie de 6.250 kWh, correspondant environ à l’énergie nécessaire pour rouler 20.000 km.
De plus, cette batterie a une empreinte carbone de 1,5 tonne de CO₂ si elle est fabriquée en Europe (1 tonne en France), et de 2,5 tonnes de CO₂ si elle est fabriquée en Chine.
En retenant 150.000 km parcourus pendant la durée de vie de ce véhicule, la dette carbone à l’origine correspond à une émission indirecte de 10 g de CO₂ par km (fabrication en UE), 7 g CO₂ par km (fabrication en France) ou 17 g de CO₂ par km (fabrication en Chine).
Le résultat est similaire pour la mobilité électrique d’un véhicule hybride rechargeable.
Pour un grand VE routier, équipé d’une batterie de capacité de 100 kWh, l’empreinte carbone est la consommation d’énergie sont multipliés par 4.
Il en résulte qu’il faut consommer 25.000 kWh d’énergie pour fabriquer la batterie d’un tel véhicule, correspondant à l’énergie nécessaire pour rouler environ 80.000 km.
De plus, cette batterie a une empreinte carbone de 6 tonnes de CO₂ si elle est fabriquée en Europe (4 tonnes en France), et de 10 tonnes de CO₂ si elle est fabriquée en Chine.
En retenant 250.000 km parcourus pendant la durée de vie de ce véhicule, la dette carbone à l’origine correspond à une émission indirecte de 24 g de CO₂ par km (fabrication en UE), 16 gCO₂ par km (fabrication en France) ou 40 g de CO₂ par km (fabrication en Chine).

Synthèse :

Le bilan carbone et énergétique d’un véhicule électrique, malgré l’absence d’émission de CO₂ lors de son utilisation, est donc loin d’être nul, mais il faut distinguer la mobilité « quotidienne » et la mobilité « longue distance » pour des trajets routiers ou autoroutiers de plusieurs centaines de km, nécessitant des recharges ultra-rapides :

Ce bilan ne prend pas en compte les émissions indirectes générées lors de la fabrication du véhicule (hors batterie), ni les émissions indirectes et les pertes dues au transport et à la distribution de l’électricité, ainsi qu’aux bornes de recharge.
On constate que le bilan des émissions d’un petit véhicule électrique, ou d’un véhicule hybride rechargeable, utilisé pour des trajets quotidiens, est de 13 à 23 gCO₂ /km, ce qui reste modéré, même s’il faut consommer en avance l’énergie permettant de rouler 20.000 km.
Ce bilan est moins favorable pour les mêmes utilisations quotidiennes avec un grand VE équipé d’une batterie de forte capacité (22 à 46 gCO₂/km), et très mauvais pour les trajets longue distance nécessitant des recharges ultra-rapides (86 à 240 gCO₂/km), utilisation qui, par ailleurs génère des fortes contraintes d’organisation et de pertes de temps pour le conducteur et ses passagers, allant lors des heures d’extrême pointe hivernale jusqu’à ne pas disposer de la forte puissance électrique nécessaire (ce type de consommation doit être considéré comme effaçable pour la sauvegarde du système électrique).
Par ailleurs, il faut, avant de mettre en service un tel véhicule, consommer l’énergie permettant de rouler 80.000 km.

Comparaison entre les différentes technologies, pour différents usages de mobilité

Un véhicule thermique, essence ou diesel, a des émissions directes mesurées par le cycle WLTP, qui ne prennent pas en compte l’amont pétrolier (extraction, raffinage et distribution du pétrole) :

• Un petit véhicule consomme environ 5 l par 100 km, pour des émissions de 110 à 120 gCO₂/km.
• Un grand véhicule routier consomme 6 à 7 litres pour 100 km, pour des émissions de 130 à 160 gCO₂ par km.

Pour les véhicules essence, il est possible de faire appel en partie à des moteurs flexfuel consommant du super bioéthanol E85 (biocarburant), avec une réduction de l’ordre de 60 % du bilan des émissions de CO₂ :
Un petit véhicule E85 va émettre de 44 à 48 gCO₂/km, ce qui reste au-dessus du bilan d’un petit VE.
Un grand véhicule routier va émettre de 52 à 64 gCO₂/km, ce qui, pour les longs trajets routiers, est plus favorable qu’un VE avec une batterie de forte capacité, dès qu’une proportion significative de recharges rapides lors des heures de pointe est nécessaire pour l’usage qui en est fait

Enfin, la mobilité hydrogène doit être prise en compte dans les technologies disponibles :

Il faut en moyenne 1 kg d’hydrogène pour parcourir 100 km, et 55 kWh d’électricité bas carbone pour produire ce kg d’hydrogène par électrolyse de l’eau, qui, via une pile à combustible, va restituer in board 18 kWh d’électricité.
Le bilan énergétique est donc nettement moins bon que par le stockage de l’électricité dans une batterie (33 %, contre 80 % en tenant compte des pertes en ligne et de stockage), mais c’est la contrepartie de l’autonomie, et ces 55 kWh doivent aussi être comparés aux 63 kWh de pétrole nécessaires pour parcourir 100 km dans un véhicule thermique. De plus, on a vu précédemment que la consommation d’énergie nécessaire pour fabriquer la batterie plombe le bilan énergétique de cette solution, ce qui réduit l’écart apparent.
On parle souvent d’hydrogène vert produit exclusivement à partir d’électricité éolienne et/ou solaire, mais leur caractère intermittent est peu compatible avec le fonctionnement d’un électrolyseur, avec un taux de charge limité.
En France, grâce à la décarbonation du mix énergétique déjà obtenu de longue date grâce aux parcs nucléaire et hydraulique, il est possible de produire de façon décentralisée de l’hydrogène bas carbone en couplant parc éolien et électrolyseur.
Comme le montre le tableau ci-dessous, cette association permet de faire fonctionner en continu, en-dehors des heures de pointe, un électrolyseur de puissance 6 MW couplé à un parc éolien de 12 MW (le parc ne produit plus de 6 MW que 11 % du temps), en autoconsommant plus de 90 % de l’électricité produite par le vent, et en produisant par an 425 tonnes d’hydrogène avec l’énergie éolienne, et 425 tonnes d’hydrogène avec l’électricité fournie par le réseau.
4.700 heures par an, le parc éolien produit moins de 20 % de sa puissance nominale, et l’électricité provient essentiellement du réseau, pendant 3.100 heures il y a besoin d’un complément d’électricité du réseau, et pendant 900 heures l’électricité éolienne produite est suffisante, avec un surplus injecté dans le réseau.

En prenant pour hypothèse que l’on ne fait pas appel pour l’électrolyse à l’électricité du réseau pendant les heures de pointe, pendant lesquelles l’électricité marginale est soit non disponible en extrême pointe, soit d’origine fossile et donc très carbonée, le contenu carbone de l’électricité est donc un mix entre électricité éolienne (14 g CO₂/kWh) et électricité du réseau (50 g CO₂/kWh), soit 32 g CO₂/kWh.
Le contenu carbone du kg d’hydrogène ressort donc à 55 x 32 = 1.760 g CO₂ pour 100 km, soit 18 g CO₂ /km, ce qui est remarquable, même si cette évaluation ne tient pas compte du transport d’électricité pour l’électricité du réseau consommée, ni du stockage et de la distribution de l’hydrogène. Il convient d’y ajouter le contenu carbone des réservoirs d’hydrogène et de la pile à combustible.
Compte-tenu du bilan énergétique, un véhicule hydrogène optimisé devrait aussi disposer d’une batterie rechargeable pour les trajets quotidiens, permettant également la régénération d’électricité lors des descentes et ralentissements.
C’est d’ailleurs la technologie développée par Stellantis pour la gamme d’utilitaires légers hydrogène qui vient d’être lancée, comportant une pile à combustible de 45 kW et une batterie de 3008 hybride rechargeable.

* recharge hors heure de pointe

** recharge en heure de pointe

*** + contenu carbone de la fabrication des réservoirs d’hydrogène et de la pile à combustible (à évaluer)

Rappel : le bilan carbone de la fabrication du véhicule, ainsi que celui de l’amont pétrolier, de la fabrication du bioéthanol et du transport et de la distribution de l’électricité et de l’hydrogène ne sont pas pris en compte.

Ebauche d’une politique de décarbonation des véhicules préservant la compétitivité de l’UE et son intégrité industrielle

Il ressort nettement du tableau de comparaison que, pour les trajets quotidiens, la mobilité électrique à batterie, accomplie à bord de petits VE ou de grands véhicules hybrides rechargeables, est la solution préférentielle du point de vue de la décarbonation, d’autant plus que la batterie est fabriquée dans un pays avec un mix électrique décarboné.
Par contre, il apparait que les grands VE avec une batterie de forte capacité, dont la fabrication est très énergivore et consommatrice de matériaux rare, n’est pas la solution optimale, que ce soit pour les trajets quotidiens, ou pour les trajets longue distance, pour lesquels, de surcroit, les contraintes d’utilisation sont très pénalisantes.
L’avenir de cette technologie pose donc réellement question, de même que les investissements très lourds en cours pour équiper les voies rapides et les autoroutes de bornes de recharge ultra-rapides, qui ont toutes les chances de représenter à terme un investissement échoué.
Pour les véhicules routiers longue distance, les technologies moteur thermique utilisant du super bio-éthanol E85 hybridés avec un moteur électrique et une batterie rechargeable de capacité 15-20 k Wh, ainsi que les véhicules hydrogène avec une batterie rechargeable de capacité 15-20 kWh ressortent comme les solutions préférentielles.
En conclusion, la politique de l’UE devrait se baser sur une liberté technologique accordée aux constructeurs automobiles, et des seuils d’émission calculés à partir d’une analyse de cycle de vie.
Dans la mesure où les pays asiatiques comme la Chine et l’Inde, qui pèsent très lourds dans les émissions de CO₂ mondiales (38 %), alors que l’UE n’en représente que 7 %, ont reporté à 2060 ou 2070 leur horizon de neutralité carbone et continuent à mettre en service des centrales électriques à charbon, il est primordial de relativiser la notion « d’urgence climatique » en Europe, en construisant une trajectoire de décarbonation sur des bases réalistes et non idéologiques, et en donnant à notre industrie automobile le temps de s’adapter, sans la conduire à délocaliser dans les pays asiatiques emplois et valeur ajoutée.

Les éléments principaux pourraient être :

– Une politique de soutien à la mobilité électrique pour les trajets quotidiens (batterie de faible capacité et recharge lente), en généralisant la mise à disposition de bornes dans les immeubles collectifs et parkings publics.

– Les subventions des VE sur nos impôts devraient être réservées aux VE construits en Europe et équipés d’une batterie de capacité inférieure à 25 kWh, en établissant une taxe carbone pour l’importation de batteries fabriquées hors UE, avec un mix électrique très carboné.

– Ne pas fermer la porte à la technologie hybride rechargeable, en abandonnant progressivement les combustibles fossiles pour le moteur thermique, au profit de bio-éthanol, utilisé sous la forme concentrée E85.

– Consacrer les ressources en biodiesel à la décarbonation des engins agricoles, des bateaux de pêche et des engins de bâtiment travaux publics, à la place d’une utilisation en mélange pour la mobilité, qui va se réduire au fil du temps.

– Favoriser le développement de la technologie hydrogène par nos constructeurs, notamment en investissant rapidement dans le cadre du plan H2 de l’UE dans un réseau de stations de distribution, plutôt que dans des bornes de recharge ultra-rapides.

– Garder ouvertes toutes solutions qui amèneraient au résultat escompté à savoir, maîtrise de la consommation de CO² et diminution de la consommation d’énergies fossiles que nous sommes obligés d’importer. Ne pas raisonner en terme de moyen mais de résultat.

– Être conscient de la difficulté de construire un réseau de recharge électrique généralisé, disponible, et performant. La mobilité des pays est en jeu aussi bien des marchandises que des hommes.