Dans quelle mesure l’électromobilité est-elle vraiment verte?

Les voitures électriques sont plus respectueuses de l’environnement que les voitures roulant à l’essence et au diesel. C’est ce que révèlent de nouvelles études. Et cela est particulièrement vrai en Suisse, qui affiche une proportion élevée d’énergie hydroélectrique propre.

Par Max Fischer

Nombreuses sont les voix sceptiques qui prétendent que, si les voitures électriques ne polluent pas l’atmosphère lorsqu’elles roulent, leur fabrication, en revanche, serait loin d’être respectueuse de l’environnement. Les deux chercheurs Brian Cox et Christian Bauer de l’Institut Paul Scherrer (PSI) de Villigen (AG) ont voulu en avoir le cœur net. C’est ainsi qu’ils ont comparé l’impact environnemental de plusieurs voitures particulières de 2018 équipées de différents modes de propulsion et qu’ils en ont tiré, par ailleurs, des projections à 20 ans à l’aide de calculs.

«Notre étude montre clairement que les voitures électriques sont l’option la plus durable sur le long terme, tout particulièrement si elles sont alimentées par de l’électricité verte», déclare le responsable de l’étude Christian Bauer, scientifique au Laboratoire d’analyse des systèmes énergétiques du PSI et spécialiste des analyses du cycle de vie et de la durabilité.

Les chercheurs ont observé le cycle de vie complet des véhicules, c’est-à-dire qu’ils ont mesuré non seulement les émissions de CO2 pendant le roulage, mais également les émissions liées à la production et à l’élimination de la voiture et de ses composants. À cela s’ajoutent les émissions issues de la construction des routes et celles liées à la production du carburant, de même que les gaz d’échappement.

En fait, une voiture électrique n’est aussi verte que l’électricité qui l’on injecte dans sa batterie. (AUDI/traitement Brand Studio)
En fait, une voiture électrique n’est aussi verte que l’électricité qui l’on injecte dans sa batterie. (AUDI/traitement Brand Studio)

Voici les résultats:

Voiture électrique
122,2 grammes de CO2 en 2018 (fabrication: 89,2, carburant: 33)
101,4 grammes de CO2 en 2040

Pile à combustible
186,6 grammes de CO2 en 2018 (fabrication: 101,8, carburant: 84,8)
155,3 grammes de CO2 en 2040

Gaz naturel
199,4 grammes de CO2 en 2018 (fabrication: 69, carburant: 130,4)
132,4 grammes de CO2 en 2040

Diesel
233,8 grammes de CO2 en 2018 (fabrication: 64,9, carburant: 168,9)
166,7 grammes de CO2 en 2040

Essence
293,7 grammes de CO2 en 2018 (fabrication: 64, carburant: 229,7)
194,8 grammes de CO2 en 2040

Des chiffres pour le moins éloquents: la production des véhicules électriques est moins écologique que celle des voitures équipées d’un moteur essence ou diesel. Mais une fois en circulation, ils se «rattrapent» plus que largement car ils n’émettent pas de gaz d’échappement. Cela est particulièrement vrai en Suisse, où l’électricité est principalement issue de la force hydraulique. Selon le PSI, le mix électrique suisse ne génère guère plus que 100 grammes de CO2 par kWh – et ce, même en tenant compte des importations d’énergie.

Pour celles et ceux qui souhaitent passer en revue l’empreinte écologique de diverses voitures et formes de propulsion, il existe un outil tout trouvé, développé par le PSI: le «Carculator» est gratuit et bénéficie de mises à jour régulières.

Dans une étude de 2019, l’institut allemand Fraunhofer parvient à la même conclusion: «Les voitures électriques achetées aujourd’hui et utilisées en Allemagne affichent un bilan écologique sensiblement meilleur que les voitures roulant au diesel et à l’essence.» Selon l’institut Fraunhofer, une voiture électrique permet d’économiser jusqu’à 28 pour cent d’émissions de gaz à effet de serre par rapport à un diesel de classe supérieure et jusqu’à 42 pour cent par rapport à un petit moteur essence de citadine, pour une durée d’utilisation moyenne de 13 ans. Les valeurs pour la Suisse sont probablement meilleures encore, dans la mesure où l’énergie hydroélectrique propre représente 60 pour cent de la production d’électricité totale du pays. 

Pour les chercheurs, l’avantage environnemental majeur réside dans le fait que chaque voiture électrique profite des avancées dans le domaine de la production d’énergie. Toujours selon l’étude, un véhicule conventionnel roulant à l’essence ou au diesel génère, en revanche, le même niveau d’émissions durant tout son cycle de vie, depuis le premier jour – au moment de l’acquisition – jusqu’au dernier.

Une voiture électrique bénéficie tout au long de son cycle de vie des innovations en matière de production d’énergie. Si le carburant de combustion est tiré d’une énergie issue du sous-sol (ici la plate-forme de forage Troll, au large de Bergen), le bilan écologique reste identique. (AP/traitement Brand Studio)
Une voiture électrique bénéficie tout au long de son cycle de vie des innovations en matière de production d’énergie. Si le carburant de combustion est tiré d’une énergie issue du sous-sol (ici la plate-forme de forage Troll, au large de Bergen), le bilan écologique reste identique. (AP/traitement Brand Studio)

Pour l’Institut Fraunhofer, il existe quatre leviers majeurs pour parvenir à une nouvelle amélioration du bilan écologique des voitures électriques: 1) une production de batteries plus respectueuse de l’environnement, 2) un système de gestion de charge intelligent capable de recharger la voiture aux heures creuses, lorsque les tarifs de l’électricité sont les plus intéressants, 3) le déploiement accru des installations photovoltaïques domestiques, en combinaison avec un accumulateur stationnaire, 4) enfin, le recours à l’électricité verte issue de sources d’énergie renouvelables. «Dans le scénario où 100 pour cent de l’approvisionnement est assuré par du courant d’origine renouvelable produit par des installations photovoltaïques combinées avec un accumulateur, les émissions de gaz à effet de serre d’une voiture électrique sont de 65 à 75 pour cent inférieures à celles d’une voiture conventionnelle», comme l’indique l’étude de l’institut Fraunhofer.

Les critiques soulevées par les sceptiques de la voiture électrique sont généralement dirigées contre la production et l’élimination des batteries. Une idée fausse qui a la vue dure: la production à elle seule génèrerait un tel niveau d’émissions de CO2 que l’avantage environnemental supposé d’une voiture électrique serait effacé avant même le premier kilomètre parcouru.

La plus grande centrale solaire du Proche-Orient, à Masdar City, dans l’émirat d’Abou Dhabi. (AUDI/traitement Brand Studio)
La plus grande centrale solaire du Proche-Orient, à Masdar City, dans l’émirat d’Abou Dhabi. (AUDI/traitement Brand Studio)

Cette conviction est largement étayée par une étude de l’Institut suédois de recherche environnementale IVL datant de 2017. Les chercheurs suédois viennent de mettre à jour le résultat de leurs travaux. En matière de production de batteries, ils prennent désormais en considération non seulement les développements technologiques actuels, mais aussi des normes de durabilité et de recyclage améliorées, de même que le mix électrique actuellement le plus fréquent. Les différences sont frappantes: il y a trois ans, des chercheurs suédois étaient parvenus à une valeur de 150 à 2000 kilogrammes d’équivalents CO2 par kWh – aujourd’hui, cette valeur se situe dans une fourchette de 61 à 106 kilogrammes. 

Deuxième idée fausse: au terme de leur utilisation dans une voiture électrique, les batteries perdent toute leur valeur et posent un problème environnemental majeur. Faux! Au bout de 1500 à 2500 cycles de charge, elles conservent une capacité comprise entre 70 à 80 pour cent de leur capacité initiale. Il n’est donc pas justifié, ni sur le plan économique, ni d’un point de vue écologique, de procéder à leur élimination en l’état. 

Au contraire: au cours de leur «seconde vie», les batteries peuvent faire office de batteries d’accumulateurs en utilisation stationnaire. Elles sont alors beaucoup moins exposées au stress que dans une voiture, où elles subissent à des phases d’accélération et de récupération incessantes. En utilisation stationnaire, le fonctionnement est beaucoup plus uniforme et la charge et la décharge sont beaucoup plus lentes et, par conséquent, plus «douces».

Les cellules des batteries sont montées dans l’usine AUDI de Bruxelles. (AUDI/traitement Brand Studio)
Les cellules des batteries sont montées dans l’usine AUDI de Bruxelles. (AUDI/traitement Brand Studio)

Selon le club automobile allemand ADAC, pour une sollicitation moyenne, une batterie dure 20 ans avant que ne se pose la question de son élimination. Des séries de tests portant sur les processus de vieillissement réalisés en laboratoire ont montré qu’avec une «deuxième vie», les batteries peuvent facilement durer 10 à 12 ans de plus. 

Deux exemples montrent qu’il ne s’agit pas là, tant s’en faut, d’une belle théorie: dans le port de Hambourg se trouve un grand entrepôt où sont stockées des batteries destinées à la BMW i3. La capacité des batteries installées dans les deux conteneurs s’élève à 2 mégawatts. Elles permettent de compenser les fluctuations ou les pics de demande du réseau électrique de Hambourg. En revanche, une seule batterie de voiture électrique suffit à stocker de l’électricité pour un ménage privé. Une batterie d’une capacité de 20 kWh peut stocker plus d’énergie que les «réserves tampons» généralement requises pour un foyer familial.

Ce n’est pas tout. Les bonnes nouvelles s’accumulent aussi sur le front du recyclage. Audi et le groupe belge Umicor, spécialisé dans la technologie et de recyclage des matériaux, ont achevé la phase de test de leur coopération de recherche. Résultat? Plus de 90 pour cent du cobalt et du nickel contenus dans les batteries de l’Audi e-tron sont recyclables.

À partir de cette année, les matériaux recyclés seront incorporés dans de nouvelles cellules de batterie. «Le cycle fermé des matières premières de batteries représente un bond technologique», affirme Bernd Martens, membre du conseil d’administration d’Audi et responsable des achats et de l’informatique. «Cela nous permet d’économiser de précieuses ressources et de réduire les émissions de CO2.» Nous nous rapprochons ainsi à grand pas de l’objectif d’une chaîne d’approvisionnement durable et franchissons une étape important sur le chemin vers une neutralité totale en CO2 à l’horizon 2050.

Les reines de la Suisse

Les Suisses rafollent des voitures Tesla. Au cours du premier semestre 2020, 1618 exemplaires du Tesla Model 3 ont été vendus. Renault Zoe s’attribue la deuxième place des ventes avec 1154 modèles, suivie par la BMW i3 avec 327 exemplaires. L’année passée, les ventes de voitures Tesla ont atteint un record, avec 367 500 exemplaires écoulés dans le monde, soit une augmentation de 50 pour cent. Dans les autres pays également, le Tesla Model 3 était de loin le plus demandé.

Entre janvier et fin juin 2020, 5688 voitures électriques ont été immatriculées en Suisse – selon auto-suisse, l’association des importateurs suisses d’automobiles. Soit une baisse de 4,3 pour cent par rapport à la même période de l’année précédente. Un chiffre qui, selon toute vraisemblance, s’explique en partie par la crise du coronavirus, sachant que le marché global a enregistré un recul de 13,8 pour cent. La part de marché des voitures à propulsion purement électrique est de 5,5 pour cent. Si l’on y ajoute les 4410 exemplaires d’hybrides rechargeables vendus (soit une hausse de 189,6 pour cent), la part des modèles rechargeables s’élève à 9,8 pour cent.

L’objectif de la feuille de route sur la mobilité électrique de l’Office fédéral de l’environnement (OFEV) est d’atteindre 15 pour cent à l’horizon 2022. Dans cinq ans, le parc automobile suisse devrait compter 25 pour cent de nouvelles voitures électroniques et hybrides rechargeables et se rapprocher ainsi des objectifs de CO2 alors en vigueur. Indépendamment de la nécessité de posséder une voiture, 49 pour cent des Suisses devraient probablement, voire très probablement, acquérir une voiture électrique au cours des trois prochaines années. Seuls 21 pour cent d’entre eux excluent encore tout achat de véhicule électrique. C’est ce qui ressort du Baromètre TCS 2019.

Selon l’association Swiss eMobility, la mobilité électrique trouve sa pleine justification dès lors que les subventions octroyées servent à soutenir des économies d’énergie les plus massives possibles ainsi que l’utilisation d’énergies renouvelables. C’est le cas du canton de Thurgovie. Le résultat y est palpable: 7,4 pour cent des nouvelles voitures mises en circulation en 2019 sont des modèles purement électriques. Suivent les cantons de Zurich (6 pour cent), Bâle-Ville (5,4 pour cent), Schwyz (5,4 pour cent), Schaffhouse (5 pour cent) et Bâle-Campagne (5 pour cent).

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