LA VOITURE ÉLECTRIQUE

LA VOITURE ÉLECTRIQUE EST-ELLE VRAIMENT PROPRE / VERTUEUSE / ÉCOLOGIQUE ?

C'est une question qui a été étudiée à maintes et maintes reprises dans les différents médias, avec parfois des conclusions positives et d'autres négatives ... On finit donc par s'y perdre et ne plus trop savoir quoi penser sur le sujet. Car pour tout vous dire, il est vrai que le thème est très compliqué et certaines études sont assez limitatives (je vais donc me charger de vous égarer encore un peu plus !). En effet, certaines se concentrent parfois sur le CO2 uniquement tandis que d'autres essaient d'englober tous les effets dans leur globalité de manière maladroite (et il est très difficile de comparer deux systèmes qui ne produisent pas forcément les mêmes pollutions ..). Ici nous allons essayer de creuser le sujet quitte à ne pas répondre définitivement à certaines interrogations (mieux vaut ça que conclure sur une énorme bêtise, chose que font bien trop de médias, ce qui "pollue" et embrouille l'esprit du grand public) et même quitte à soulever plus de questions qu'au début.
J'ai au passage un conseil, il faut se méfier des personnes et médias qui vous répondent avec affirmation et confiance sur le sujet ... Car plus on en apprend sur la chose plus on se rend compte de la finesse extrême du sujet, et même de la quasi impossibilité de le cerner avec exactitude.
Je vais donc soulever ici des points importants afin de mieux vous aider à percevoir le sujet dans sa globalité, et non pas de manière limitée et caricaturale comme on peut le voir parfois (la problématique est d'ailleurs la même avec le diesel qui a été diabolisé au delà de la raison et de la pensée scientifique. Il est triste de constater que le grand public peut se faire mener en bateau facilement quand le sujet devient un tant soit peu technique).

Dernière précision, je cherche ici à connaître la vérité et m'empêche donc d'avoir un a priori favorable à l'une ou l'autre des technologies (bien qu'on ait tous en notre dort intérieur une petite préférence ..). J'éviterai aussi de prendre le risque de trancher pour l'une ou l'autre technologie bien que je vais peut-être en égratigner certaines ...

Que veut dire propre ?

C'est pour moi le point principal qui devrait être abordé avant d'entamer plus en profondeur le débat. En effet, cette notion semble différente pour certains qui vont se concentrer soit sur les particules, le Nox, le CO2, les dégâts environnementaux physiques (extraction de métaux rares, de pétrole classique ou par gaz de Schiste etc.). Mais les gens ne semblent pas toujours se soucier de ce détail et ne consultent que le résultat final de l'étude pour se faire une idée arrêtée et définitive sur le sujet. Et quand cette dernière ne prend en compte (par exemple) que les émissions de CO2, on peut alors estimer que le bilan n'est que partiel, car le CO2 n'est qu'une petite partie des pollutions générées par l'automobile (électrique ou pas).

On peut cependant affirmer une chose à ce stade là, la voiture électrique n'est pas propre et cette expression devrait être bannie définitivement du vocabulaire des médias et professionnels de l'auto (c'est pour moi un véritable scandale puisque la masse est trompée). C'est d'une malhonnêteté intellectuelle grave et cela contribue pourtant à influencer la mémoire collective. A partir du moment où les pollutions émises sont à des échelles comparables d'une thermique on ne peut pas parler de propreté. Si les émissions totales étaient 100 fois inférieures à une thermique alors il deviendrait déjà plus concevable d'employer cette expression, mais à partir du moment où il y a des études contradictoires (parfois c'est l'électrique qui gagne, parfois le thermique ...) alors on se doit d'interdire d'employer cette phrase malhonnête et surtout trompeuse pour les personnes lambdas qui n'ont pas que ça à faire de vérifier les informations des médias.
En fait vous aurez compris que cette dernière  provient d'un raccourci presque digne d'un handicapé mental. Ce n'est pas parce que vous ne voyez pas de pot d'échappement que l'auto est propre ou même plus propre (distinguons bien la nuance au passage) ... Pour certains il faut cependant le préciser car ils n'ont semble-t-il pas acquis toutes les facultés que l'école de la République aurait du leur procurer.

Tout le monde sait bien que l'électricité est génératrice de pollution, car dans le cas contraire cela voudrait dire que nos maisons sont propres ? Que la consommation de mes appareils et chauffages électriques sont neutres pour la planète ? Que le bilan énergétique de ma maison de veut rien dire ? Que les notations / lettres de consommation (A, B, C, D) sur les produits en vente dans les magasins n'ont pas de sens ?

Il semble (pour moi en tout cas) que la notion de propreté doit prendre tout en compte, que ce soit au niveau du listing des polluants émis que des étapes de fabrication, d'utilisation et de recyclage de l'auto. Sans oublier les dégâts sur les sols ainsi que la méthode d'approvisionnement en énergie (et donc aussi l'aménagement et la constructions d'infrastructures nouvelles destinées à l'électrique). Se limiter à comparer les émissions de CO2 entre thermique et électrique consiste donc à prendre seulement une infime partie du problème en compte. Et pourtant beaucoup basent leur idée finale sur ce genre d'études ...

Comparer l'électrique au thermique est très compliqué ...

Je veux soulever ici le fait que comparer thermique à électrique de manière généralisée et globale est presque caricatural et grossier ... En effet, les moteurs thermiques et électrique sont chacun dotés de plusieurs possibilités qui changent radicalement le bilan en terme de pollution.
Commençons par les thermiques. Celles-ci peuvent carburer au pétrole, au gaz, à l'alcool et à l'huile végétale ou animale (ce pour quoi a été fait le diesel à la base lors de son invention), sans oublier les différences marquées entre essence et diesel mais aussi le moteur à vapeur qui est un moteur thermique (mais il s'alimente avec du bois, charbon ou tout autre combustible pour chauffer l'eau). Ne pas oublier non plus que bien d'autres facteurs viennent modifier le bilan sur les motorisations modernes : vanne EGR, suralimentation, injection directe ou indirecte (fait varier le CO2, Nox, particules ...), FAP, catalyseur évolué, SCR, Adblue ... Hélas il est difficile de faire une voiture type sachant que toutes ces déclinaisons existent un peu partout.

Pour l'électrique c'est pareil. Si vous pédalez pour générer du courant on est alors presque 100% propre (il reste quand même le CO2 qui sort de votre bouche, les déchets de votre corps, l'alimentation et autres objets dont vous avez besoin pour vivre et qui ont produit de la pollution etc.). Mais oublions cela et revenons à la réalité. Un moteur électrique fonctionne grâce à des électrons qu'on envoie dans une bobine (pour faire simple), il faut donc une solution chimique qui "déborde d'électrons" pour s'en abreuver, on a alors à disposition le plomb, le lithium, le graphène, la pile à combustible (hydrogène)et d'autres inventions à venir plus ou moins chères et écolos.

Donc vous comprendrez que les choses sont bien différentes si je compare une voiture brésilienne 4 cylindres de 80 ch qui carbure à l'alcool à une autre qui carbure au sans plomb avec un V8 de 400 ch. Idem pour l'électrique, entre un petit moteur plus économique fonctionnant à l'hydrogène (pile à combustible) et une autre plus puissante fonctionnant au lithium rechargée par une centrale à charbon ce n'est pas la même chose (sachant que même au lithium la qualité d'une batterie est plus ou moins bonne, et donc plus ou moins endurante et capable de stocker de l'énergie).

Dernière chose, si on sait exactement ce qui se passe du côté des thermiques : tels moteurs consomment tel carburant, c'est assez simple. Cela est beaucoup moins clair avec l'électrique dont la recharge peut être plus ou moins "verte": une centrale à charbon vous remplira la batterie d'une manière très sale alors qu'un barrage le fera de la plus propre des manières possibles (bien qu'il ne faut pas oublier les constituants du barrage, bourré de bobines de cuivre qu'il faudra extraire ailleurs et qui seront difficile à recycler. Sans oublier la construction du barrage qui est logiquement énergivore).

La comparaison entre un moteur thermique et électrique peut donc plus facilement se faire au niveau de la fabrication. Car en ce qui concerne l'utilisation, le moteur électrique peut être très variable en rechargeant ses batteries avec des énergies très différentes (donc difficile d'estimer aussi facilement qu'avec un thermique qui aura toujours le même carburant). Même l'hydrogène, pourtant la chose la plus répandue de l'univers, nous coûte beaucoup en énergie pour le produire (les atomes sur Terre sont le résultat de la fusion d'atomes d'hydrogènes depuis des milliards d'années ... Et on ne peut plus les extraire / diviser sauf à faire de la fission nucléaire qui n'est pas à notre portée et qui génère et demande l'énergie d'une bombe H ...). Donc si une voiture à hydrogène ne rejette que de l'eau lors de son utilisation, il aura fallu beaucoup de pollution pour le produire ... Les choses semblent toutefois évoluer de ce côté avec de nouveaux procédés.

Consommation : notions de valeurs

Pour mieux appréhender la consommation des voitures électriques, le NHTSA a donné une notion permettant de comparer un litre de carburant à l'électricité. Il en découle qu'un litre d'essence correspond à peu près à 10 kW/h. Il s'agit là de la quantification de l'énergie présente dans le carburant comparée à l'électricité (je ne sais hélas si ils prennent en compte le rendement d'un moteur thermique, donc les pertes de chaleur, ou si c'est l'énergie totale dans le carburant avant exploitation de ce dernier). On sait donc ici ce que va provoquer de brûler un litre de carburant dans une auto en terme de pollution. En revanche, pour l'électrique la pollution émise dépendra directement de comment a été produit le kW/h, ça pourra donc largement varier avec même des rendements bien inférieurs lorsqu'on utilisera des centrales à charbon (on parle de plus de 200 g/km pour une auto électrique rechargée en Chine ! Et o`les centrales à charbon sont reines). Notons toutefois la sobriété des voitures électriques qui restent à peut près à 10-15 kW/h en cycle NEDC et le double en réel si on ne se limite pas trop. Attention on peut monter sans problème à 25-35 kW/h en roulant sur autoroute à 130 km/h (même 50 si on décide de rouler sur l'autobahn à 200 km/h), l'électrique déteste ce type de parcours et voit ses consommation exploser.
La vitesse influe donc bien moins sur les thermiques et l'avantage de l'électrique se situe pour le moment sur les basses vitesses.

Un moteur électrique au rendement énergétique bien supérieur ? Pas si évident ...

Si on compare un moteur électrique à un thermique il n'y a pas photo, l'électrique est bien plus efficient avec 90% de son énergie convertie en mouvement contre 35 (essence) à 45% (diesel) pour le moteur thermique.
Cependant, c'est donc tricher et oublier que les centrales fabriquent l'énergie destinée à nos batteries contrairement au pétrole qu'il suffit de "ramasser", raffiner et distribuer. Et celles qui fonctionnent au fioul lourd (les plus efficientes des centrales à combustible si on omet les centrales à gaz) atteignent 50% maximum, ce qui est à peine meilleur que les moteurs de nos voitures ... Mais quand il s'agit de centrales à charbon, là c'est la chute libre avec un rendement près de trois fois inférieur. Et quand on sait que ce sont ces dernières qu'on allume quand il y a besoin d'un surplus d'électricité, on peut s'attendre à ce que la voiture électrique les ressuscitent sur le long terme. Car c'est bien le charbon que l'être humain a le plus sous la main et qui permettrait de combler nos besoin une fois qu'il n'y aura plus de pétrole ! Donc on peut potentiellement rouler avec une voiture électrique qui aura été plus coûteuse en énergie fossile qu'une voiture thermique ! Si je roule avec une voiture essence à l'alcool, j'aurai probablement un impact moindre sur la nature qu'avec une voiture électrique rechargée par des centrales à charbon et dont la fabrication a été lourde de conséquences (si batterie au lithium donc).

N'oublions pas non plus qu'en l'état actuel des choses, les voitures électriques ont besoin de plus d'énergie pour avancer car elle sont bien plus lourdes en raison des batteries au lithium (c'est quand même un point très négatif dès le départ). Et concernant les promesses vis à vis de l'autonomie, on s'aperçoit qu'elles sont encore plus aléatoires qu'avec les moteurs thermiques. En effet, les autonomies indiquées sont semble-t-il encore plus déconnectées de la réalité que les moteurs fonctionnant au carburant. Cela se constate principalement à partir d'une vitesse de 80 km/h, à ce moment là les voitures électriques voient leur autonomie fondre à vue d'oeil allant jusqu'à diviser presque par trois l'autonomie officielle annoncée (et pour cela pas besoin de rouler à 160 km/h, à 130 km/h on surconsomme de manière très importante).
Notez aussi que le rendement du pétrole est fabuleux, c'est loin d'être un combustible archaïque comme on en a l'impression dans cette ère du tout numérique. Le pouvoir calorifique du pétrole est énorme et c'est grâce à cela que notre civilisation existe (mais aussi parce qu'il y en avait en masse). Il n'y a désormais que le charbon qui peut combler nos besoins gigantesques.

Pour information, une centrale thermique (selon charbon ou pétrole) a un rendement de 30 à 45%, une centrale à gaz de 50 à 60%, une centrale nucléaire de 30 à 35%, les panneaux solaires 15%, une éolienne 30% et une centrale hydraulique 80%. Donc pour recharger ma voiture électrique, contrairement au thermique, je dois passer par cette perte qui est à peu près équivalente à la perte d'un moteur thermique en fonctionnement.

Les lobbys ?

On connaît les lobbys du pétrole depuis longtemps (avec la fameuse idée et légende du moteur à eau qui aurait été enterré par ces derniers, pour faire bref ...), il va peut-être falloir faire désormais avec ceux du lithium. En effet, il est étrange que les biocarburants n'aient jamais pris alors qu'ils étaient quand même une solution plus simple que l'électrique ... Alors certes les huiles végétales peuvent parfois être décevantes en terme de CO2 (l'huile de palme étant la pire et le meilleur étant le colza) mais l'alcool / éthanol est quant à lui au top. Le Brésil ne l'a pas choisi pour rien.
Maintenant il y a peut-être les lobbys du lithium avec la Chine qui aurait donc tout à y gagner de passer à cette technologie. Donc, et ce n'est qu'une supposition reposant sur rien, est-ce que la Chine n'aurait pas participé à pousser cette technologie pour ses intérêts avant tout ?...

Le renouvelable vraiment renouvelable ?

On parle souvent de renouvelable pour l'éolien et tout ce qui touche aux générateurs électriques exploitant les forces de la nature (vent, courant et solaire principalement). Mais ce n'est hélas pas tout à fait exact. Ces dispositifs ont besoin de beaucoup de cuivre qui sera très difficile à recycler, et surtout il n'y aura jamais assez de cuivre sur Terre pour combler tous les besoins si le pétrole venait à disparaître.
Vous voyez donc le problème, on aura "toujours" du vent, du soleil et des courants marins, mais on n'aura pas toujours du cuivre pour récupérer une partie de l'énergie de ces forces.
C'est un peu la même chose avec les panneaux solaires, ils sont coûteux en terme de pollution et ont une durée de vie limitée. Le tableau n'est toutefois pas aussi mauvais que cette phrase pourrait le laisser présager car ils permettent de tirer pas mal d'énergie lumineuse et les procédés évoluent.

Pollution induite par l'électrique et le thermique : différences et notions

Quelles sont en gros les pollutions induites par ces deux technologies ? Faisons un peu de ménage pour y voir un peu plus clair bien qu'il me sera impossible d'atteindre une précision parfaite.

Impact environnemental des voitures thermiques

Fabrication : Les voitures thermiques ont besoin de métaux et de plastique pour la majorité, il faut aussi la doter de fluides divers et variés : huile moteur, de boîte, de différentiel, de direction assistée (maintenant électrique) etc. Fluides qui sont très néfastes pour l'environnement ... N'oublions pas non plus la batterie au plomb et les composants électroniques de plus en plus fréquents (presque impossible à recycler tellement ils sont petits et difficiles à séparer).

Utilisation : on va s'abreuver de pétrole qui a été extrait de manière plus ou moins propre. Le gaz de Schiste consiste en effet à récupérer de petites boulettes de pétrole disséminées dans le sol. Pour les extraire, on broie le tout et on injecte des produits chimiques dans le sol. C'est une véritable catastrophe pour le coup ... L'acheminement se fait par la route, fret, bateaux, pipelines.
Il y a aussi l'huile et l'alcool mais ces derniers peuvent induire quelques effets pervers : déforestations pour avoir de nouvelles cultures, appauvrissement des sols, hausse du prix de l'alimentation, effet de serre important en utilisant les huiles (même si cela réduit d'autres problèmes comme les particules, oxyde de souffre, hydrocarbures, monoxyde de carbone etc.).

Recyclage : on récupère les fluides qu'on recycle en partie, certaines pièces détachées peuvent être collectées pour être réutilisées sur d'autres autos. Le reste est broyé et en partie récupérée (on parle de 80% de recyclage)

Impact environnemental des voitures électriques

La fabrication du moteur reste assez simple puisque cela se résume à de grosses bobines. Ce n'est cependant pas ci anodin car le cuivre est rare et il est peu probable qu'on puisse en avoir autant qu'on en voudrait pour faire fonctionner toutes les voitures avec des rotors et stators ... Plus d'infos sur le fonctionnement d'une voiture électrique ici. Vient ensuite le vrai problème, celui des batteries au lithium (le problème est donc tout autre avec une autre technologie, mais je me limite ici à la technologie qui s'est démocratisée). L'extraction de Lithium et autres métaux rares induisent des choses assez semblables au gaz de Schiste : les terrains sont détruits et souillés par des solvants et le lithium lui-même qui va alors souvent se déverser dans les nappes, rivières et lacs alentours ...
Dans le contexte actuel, si on remplace les thermiques par des électriques, on va logiquement générer un pic de pollution important. En effet, une auto électrique neuve a déjà pollué autant qu'une auto thermique ayant roulé 100 000 km (à peu près évidemment), donc en substituant les thermiques on met sur le marché des autos qui ont coûté bien plus cher à l'environnement (c'est comme si les constructeurs faisaient rouler votre voiture neuve 100 000 km avant de vous la livrer, pas génial pour l'environnement).
A fabriquer, sachez aussi qu'une auto électrique est deux fois plus énergivore.

Utilisation : l'auto va passer son temps à se "nourrir" de l'électricité générée par des centrales à charbon, fioul, nucléaire, éolien, hydraulique ... L'acheminement se fait donc par câble avec quelques pertes électrique bien que cela soit limité par le courant alternatif. Le nucléaire est un vrai problème car les déchets ont une durée de vie très importante. Cela va au delà de l'existence de l'Homme car il est possible qu'il s'éteigne avant que les déchets ne soient plus nocifs. On fait donc en sorte de les enterrer le plus profond possible en installant des pictogrammes qui pourraient être compris par d'éventuelles futures civilisations à venir, et cela dans le but de les alerter qu'il y a des déchets toxiques ... Bref, on peut potentiellement être à la base de l'extinction d'une espèce qui va succéder à l'Homme dans un avenir lointain.
Notons cependant un avantage, les voitures électriques peuvent stocker de l'énergie qui peut être par la suite utilisée dans votre habitation l'hiver. Lors des pics de consommations, les centrales électriques pourront donc potentiellement être soulagées par le courant disponible dans les autos des particuliers. Stocker l'électricité a toujours été une problématique majeur.

Recyclage : pour les pièces en dehors de la batterie, c'est logiquement similaire aux autos thermiques. Ce sont donc bien les batteries Lithium qui posent problème. Les recycler entièrement n'est pour le moment pas vraiment possible et viable économiquement, et seulement 50% de chaque batterie doit être recyclée au minimum selon une directive européenne. Ca laisse donc sur les bras des déchets bien que cela devrait s'améliorer et qu'on devrait même changer de technologie.

Des études contradictoires qui se perdent un peu ?

Voyons ici quelques études en vrac pour voir ce qu'elles ont à nous dire et ce qu'elles en concluent.

Université des Sciences et Technologies de Norvège en 2012

La fabrication d'une voiture électrique serait deux fois plus polluantes (je ne sais ce que cela englobe comme polluants) qu'une thermique. La voiture électrique, lors de son fonctionnement, ne réduirait le CO2 que de 10 à 25%.
Source

Ademe en 2014

Concernant les énergie primaires consommées, l'étude commandée par l'Ademe a conclu à que l'électrique se trouve entre l'essence et le diesel. Plus exactement, avant les 100 000 km le bilan global favorise les autos thermiques. Au delà il est estimé que la consommation d'énergie primaire est équivalente. Ce serait donc à plus de 200 000 km qu'on commencerait à voir un avantage pour l'électrique.
Pour  les gaz à effet de serre, le graphique montre bien que le mode d'alimentation électrique joue directement sur le bilan. En France (nucléaire) l'avantage de l'électrique arriverait dès 50 000 km (donc si on omet les déchets liés au nucléaire, on se concentre ici que sur le CO2) tandis qu'il serait atteint à 100 000 km en Allemagne.
A propos de l'énergie fossile, l'électrique serait avantageux dès 30 000 km en France contre 100 000 km en Allemagne.

Ademe en 2016

Une étude met en évidence que les thermiques et électriques sont assez proches en terme d'impact environnemental global. Avec notamment une acidification des milieux plus importante de 25% pour l'électrique (donc négatif) mais en revanche -45% d'eutrophisation (contamination des milieux aquatiques). L'étude conclut plus généralement à que la consommation énergétique d'un véhicule électrique est globalement similaire à un véhicule diesel ...

Ademe en 2017

Cette fois l'étude se concentre sur le CO2 avec un avantage qui serait d'environ de -50% d'émissions sur les voitures électriques. Ce qui est donc plus que la première étude du haut. On peut donc se poser la question de la fiabilité de ces dernières car le sujet est vraiment complexe à aborder