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Solutions énergétiques pour réduire l’empreinte environnementale du secteur routier ! Une étude et des préconisations de l’IFPEN et de l’ADEME…

Solutions énergétiques pour réduire l'empreinte environnementale du secteur routier ! Une étude et des préconisations de l'IFPEN et de l'ADEME…

IFP énergies nouvelles publie les résultats d’une étude économique, énergétique, et environnementale pour les technologies du transport routier à horizon 2040 (E4T 2040). Résultats : on ne va pas nécessairement pouvoir atteindre les objectifs fixés et certaines énergies sont « étonnamment” occultées pour les véhicules légers !

IFPEN (IFP Energies nouvelles) a mené, à l’aide d’outils de modélisation, une analyse prospective sur les technologies à privilégier pour répondre aux enjeux de réduction des émissions de CO2 du transport routier d’ici 2040. L’étude E4T 2040* co-financée par l’ADEME s’appuie sur une approche multi-dimensionnelle intégrant des critères économiques et environnementaux pour l’ensemble des segments du parc routier (véhicules légers, véhicules utilitaires légers, poids lourds, bus et deux roues). Si la voiture électrique semble malheureusement s’imposer pour l’ensemble des véhicules légers, les solutions sont plus ouvertes pour les véhicules lourds.
 

Vers un tout-électrique.
pour les véhicules légers

Consommations énergétiques d’aujourd’hui et de demain…

Les résultats des simulations de l’étude placent le tout-électrique comme la solution la plus pertinente pour les voitures individuelles, aujourd’hui, et plus encore en 2040, tant sur le plan économique qu’environnemental. Si l’on raisonne en coût total de possession (TCO)**, les véhicules électriques (VE) à batterie sont aujourd’hui compétitifs pour le véhicule léger, à condition d’être équipée d’une batterie d’une capacité inférieure à 60 kWh (première restriction…). Dans ce cas, avec une aide à l’achat et étant donné un coût d’utilisation faible, il est possible d’en amortir le surcoût par rapport à un véhicule thermique (deuxième condition : un marché sous perfusion alors que le thermiques fortement taxé). La durée d’amortissement sera encore plus courte dans le futur, au fur et à mesure des améliorations techniques et des baisses de coûts et d’impacts de la fabrication des batteries. Par ailleurs, le recours à des batteries de capacité limitée imposera l’utilisation de véhicules plus sobres en énergie pour maintenir une autonomie suffisante, notamment une baisse des pertes aérodynamiques et de la masse des véhicules.
Sauf que l’étude reste très orientée dans le sens où l’on ne prend pas suffisamment en compte les critères environnementaux des VE du puits à la route, leur recyclage, la difficulté à se ravitailler (réseau de charge) et la surproduction d’électricité nécessaire alors que l’on nous prédit déjà des coupures d’électricité pour les trois hivers prochains !
Les architectures électriques sont les plus sobres énergétiquement, en raison des rendements élevés de leurs composants et de la possibilité de récupérer une grande partie de l’énergie cinétique sur les phases de décélération. En 2040, avec les progrès encore attendus sur la densité énergétique et la masse des batteries, à type de véhicule équivalent, la consommation des VE devrait diminuer d’environ 30 % par rapport à 2020. L’avantage environnemental du VE dépend néanmoins du mix électrique : si le bilan est très favorable en France compte tenu de la part du nucléaire et de l’utilisation croissante des EnR dans le mix, il l’est moins si l’on considère le mix moyen européen, beaucoup plus carboné. 

Hybrides rechargeables et
hydrogène n’ont pas dit leur mot…

En se basant sur un prix de vente en station de l’hydrogène entre 4 et 6 euros le kilo (électrolyse et mix électrique français peu carboné) à horizon 2040, la technologie de la pile à combustible (PàC) à hydrogène reste peu compétitive pour les véhicules légers à cette échéance, même si Toyota et Hyundai nous prouvent presque tous les jours le contraire. De son côté, la solution hybride rechargeable offre un réel intérêt environnemental et énergétique pour les véhicules légers, à condition de maximiser l’usage électrique afin d’amortir l’impact de la batterie (que ce soit en termes de coût ou d’émissions produites lors de sa fabrication). Cela nécessite une recharge très régulière de la batterie afin de favoriser le mode électrique. L’utilisation de motorisations hybride rechargeable et de biocarburants peut s’avérer ainsi tout aussi intéressante que la solution tout électrique. Mais malheureusement rien sur les carburants de synthèse (E-Fuels) qui viennent d’être réhabilités par le Conseil Européen (Allemand et Italiens… alors que les Français se sont dégonflés…) et les bio-carburants de 3e génération !
Enfin, pour le deux-roues motorisé, l’électrique apparait comme la meilleure solution au niveau environnemental et économique. Cela semble vrai dès aujourd’hui, et plus encore en 2040. Ce choix de l’électrique s’explique par les contraintes de masse et d’espace des deux-roues, qui par nature, ne peuvent être équipés que de petites batteries, plus compétitives et énergétiquement sobres.

Un parc diversifié pour les véhicules.
utilitaires légers et lourds

Pour le transport de personnes, le bus électrique semble constituer la solution la plus vertueuse (sauf s’il s’agit de la technologie Bolloré… ) sur le plan environnemental en 2020 et en 2040, mais il est actuellement plus cher que le bus à moteur thermique (environ 20 à 30 % de plus en coût total de possession). Le bus à hydrogène, quant à lui, reste moins performant sur le plan environnemental que l’électrique, ce qui est dû notamment à une consommation importante d’hydrogène et à l’impact de la fabrication de la pile à combustible et du réservoir. Cependant, la solution hydrogène va gagner en compétitivité économique d’ici 2040. Enfin, le bioGNV, gaz produit à partir des déchets, est un très bon candidat pour les bus.
Pour les véhicules utilitaires légers (3,5t), le gaz naturel et l’électrique sont, aujourd’hui, les alternatives aux véhicules thermiques diesel les plus pertinentes économiquement. En 2040, les véhicules électriques à batterie deviendront les plus compétitifs, étant déjà les plus pertinents sur le plan environnemental. L’hydrogène est également bien positionné (Renault Master Hyvia…) tout comme la solution bioGNV qui sera compétitive et viable à grande échelle à l’horizon 2040.
Pour les poids lourds routiers, la parité coût total de possession entre une motorisation thermique et une motorisation électrique à batterie sera atteinte entre 2025 et 2035, suivant l’autonomie visée et la capacité de la batterie. Sur ce segment, c’est la taille et le poids de la batterie qui sont problématiques, en raison de l’autonomie nécessaire selon le type d’usage. Enfin, en 2040, la solution PAC hydrogène présentera un impact environnemental intéressant mais son coût devrait rester élevé.
– « Pour le transport de marchandises, nous allons sortir de la solution universelle carburant pétrolier pour aller vers un spectre de solutions en fonction des différents usages : l’hydrogène ou les biocarburants pour les besoins de forte autonomie, et l’électrique à batterie pour les transports moins contraints », précise Cyprien Ternel, Chef de projet à IFPEN.

Des objectifs européens.
difficilement atteignables

Avec l’interdiction des ventes des véhicules thermiques émettant des gaz à effet de serre en 2035, l’électrique, l’hybride rechargeable et les carburants de synthèse devraient rapidement s’imposer dans le parc automobile français. Toutefois, atteindre, en moins d’une décennie, les objectifs européens de baisse de 55 % des émissions de CO2 semble difficile. « D’après les résultats de l’étude, même dans le cas du scénario le plus favorable à la vente de véhicules électrifiés, les objectifs du Green Deal (-90 % d’émissions de CO2 du parc en 2050 par rapport à 1990) ne sont pas atteints » analyse Bertrand-Olivier Ducreux. La technologie ne suffira pas, il faudra également changer nos comportements de mobilité et d’achat automobile. En effet, l’étude montre qu’une évolution à la baisse de la demande de véhicules neufs, sans rupture dans les choix de modes de déplacement et sans optimisation de l’utilisation des véhicules, a peu d’impact sur la décarbonation du secteur automobile. 
Ce qu’il ressort de cette étude c’est qu’il n’y a pas de dogme en la matière, surtout pas de tout électrique, tout le temps et pour tous les usages… Et que selon les derniers, les tailles, les poids des véhicules et les masses transportées, les énergies “décarbonées” seront différentes avec des alternatives. Manque juste deux dimensions : une meilleure prise en compte des émissions du puits à route (pour l’aspect environnemental) et la dimension multimodale en prenant également en compte l’aérien, le fluvial, le naval et maritime, etc. pour avoir une idée plus précise de l’adéquation ou non de la production de ces énergies avec les besoins réels et globaux de mobilité pour aujourd’hui et surtout demain !

La Méthode…

Hypothèse : Le modèle de l’étude suppose que le comportement du citoyen par rapport à son besoin de mobilité reste le même. avec une études des véhicules et une évaluation pour chacune des catégories…
* E4T 2040 : Étude Économique, Énergétique et Environnementale pour les technologies du transport routier français (E4T).
** Le coût total de possession correspond au coût initial d’acquisition plus les coûts d’exploitation.

L’IFPEN : IFP Energies nouvelles, est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. : mobilité durable – climat, environnement et économie circulaire – énergies renouvelables – hydrocarbures responsables.