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Conduite « écolo »: que pour les riches?

Après tout le buzz autour de la Tesla 3 ces derniers jours, nous sommes allés ressortir des cartons cet entretien accordé par Nicolas Meilhan à Atlantico en Août 2014 sur la voiture électrique et le plan d’Elon Musk, le milliardaire qui veut nous y convertir en masse, histoire de remettre l’église au milieu du village (et de mettre à jour quelques chiffres).

L’autonomie est le principal défaut des voitures électriques. Elon Musk en a fait une priorité, passant l’autonomie de ces voitures de 150 à 320 km. Il vise actuellement les 650 km. Quels sont les différents points sur lesquels le milliardaire mise afin de pouvoir vendre ces voitures électriques à tout le monde ?

Nicolas Meilhan : Il faut bien comprendre avant toute chose que le principal frein à l’achat d’une voiture électrique, c’est son prix très élevé à cause du coût élevé du stockage d’énergie – les batteries. En effet, il faut embarquer un grand nombre de batteries afin de permettre à la voiture d’avoir ne serait-ce que 100 km d’autonomie. Par conséquent, ces voitures ne sont aujourd’hui abordables que pour les personnes ayant un revenu élevé.

Une voiture électrique a actuellement une autonomie réelle de 100 à 150 kilomètres. La plupart des conducteurs achètent leur voiture en pensant bien entendu à leurs trajets quotidiens mais aussi aux 600 kilomètres qu’ils devront parcourir pour partir en vacances. Il y a donc un écart énorme entre les deux. La voiture électrique peut donc être seulement envisagée pour l’instant comme une  seconde voiture, alors que la plupart du temps un budget plus limité est alloué à cette seconde voiture, qui est d’occasion. C’est donc pour l’instant un gouffre financier pour les particuliers. Pour rentabiliser l’achat d’une telle voiture, il faudrait rouler au moins 80 km par jour. Un système d’auto-partage de voitures électriques permet par exemple d’amortir ce surcoût à l’achat lié à la batterie sur un nombre plus élevé de kilomètres. C’est d’ailleurs ce que font de nombreuses entreprises qui raisonnent en termes TCO (Total Cost of Ownership), c’est-à-dire que l’on réfléchit en coût complet en incluant non seulement l’achat mais aussi l’utilisation que l’on fera de cet achat.

Le projet d’Elon Musk, propriétaire de Tesla, est de construire une « gigafactory », une usine immense qui produirait environ 500 000 batteries par an en 2020. En produisant de grandes quantités de batteries, Tesla réduirait ainsi le coût de la batterie grâce aux économies d’échelle et permettrait de rendre le prix de la voiture électrique plus abordable. Le géant de l’automobile espère par la suite que d’autres constructeurs lui achèteront ses batteries. L’approche est intéressante mais elle n’est sans doute pas suffisante.
Le problème des batteries existe depuis plus d’un siècle : les voitures électriques courent après les voitures à essence à cause du coût des batteries trop élevé couplé à une autonomie limitée. Pour que les voitures électriques puissent se vendre à Monsieur Tout-le-Monde, il est critique de réduire au maximum la quantité de batteries embarquée pour à la fois en limiter le coût mais aussi le poids – il faut embarquer 1 tonne de batteries pour avoir la même autonomie qu’avec 40 kg d’essence.
Pour optimiser la taille de ces batteries, il existe deux leviers très importants :
  1. Le premier levier, c’est de réduire le poids de la voiture. En effet, une voiture pèse 1,3 tonne (en moyenne  en France). Si l’on divise ce poids par deux, on peut donc diviser la taille de la batterie (et aussi son poids et son coût) par deux pour une autonomie équivalente.
  2. Le second levier concerne l’autonomie en mode électrique de la voiture, qui est le talon d’Achille de la voiture électrique. La grande différence que cette dernière a avec les voitures que la plupart d’entre nous conduisons aujourd’hui, c’est l’emplacement de la station essence. Dans le cas de la voiture électrique, cette station « essence » ou de recharge se situe chez vous, dans votre garage, et vous pouvez donc faire le plein tous les jours. Par conséquent, vous n’avez besoin d’embarquer que la quantité de batteries vous permettant de couvrir vos trajets journaliers, qui représentent 50 km dans 80% des cas. Cela vous permet de diviser la taille de votre batterie de 150 km d’autonomie par 3. Bien évidemment, il faut ajouter un petit prolongateur d’autonomie, qui peut-être un petit moteur thermique, une turbine à gaz ou encore une pile à combustible, afin de couvrir les 20% des trajets restant sans ne jamais craindre la panne sèche d’électricité. Ce petit prolongateur d’autonomie joue en fait le rôle de la borne de recharge rapide qui serait directement embarquée à bord de la voiture.

Ces deux leviers combinés permettraient déjà de réduire par un facteur 6 la taille, le coût et le poids de la batterie et donc de rendre la voiture électrique enfin abordable et compétitive par rapport aux voitures thermiques.

Quel est le moteur de sa stratégie ? Possède-t-il un avantage sur ses concurrents ?

Elon Musk n’est pas un acteur traditionnel de l’automobile. Il se focalise uniquement, contrairement à ses concurrents, sur le développement et la production de voitures électriques. Il en a vendu 50,580 en 2015 et commence à avoir un retour d’expérience intéressant notamment sur les performances de ses batteries. Cela ne veut pas dire pour autant qu’il va réussir à en vendre des millions. Il suffit de regarder les ventes de voitures électriques de Nissan, VW, Renault et même BMW. En 2015, les voitures électriques représentaient moins d’1 % du marché mondial alors qu’il existe dans la plupart des pays une subvention de plus de 5000€ pour tout acheteur de voiture électrique. Affirmer qu’il existe aujourd’hui un marché pour ces voitures électriques est encore un peu prématuré.

Pour que cette voiture électrique puisse se vendre, elle devra être au moins aussi performante que nos voitures à essence ou diesel (coût, autonomie, recharge, puissance). Son cahier des charges doit donc comprendre un minimum de 500 km d’autonomie, une puissance de 110 chevaux, un prix de 25000 € maximum  et un temps de recharge acceptable. Rien ne laisse aujourd’hui penser qu’Elon Musk réussira ce pari. Tesla vend pour l’instant quelques voitures (50 580 voitures en 2015 sur un marché mondial de 74 000 000 de voitures) à des personnes qui ont les moyens de se les payer et qui peuvent se permettre le luxe de s’offrir une conscience écologique alors qu’ils roulent dans un « tank électrique» de 2,2 tonnes qui consomme plus d’énergie que la voiture thermique moyenne de 1,3 tonne.

Sur quels autres points Elon Musk tente t-il de se démarquer des autres constructeurs afin d’imposer sa voiture ?

Elon Musk a effectivement tenté de se démarquer sur le design et plus précisément sur l’aérodynamisme de la voiture, afin de réduire la consommation d’énergie de la voiture et donc de limiter la quantité de batteries à embarquer. Le bon coefficient de pénétration dans l’air de ses voitures permet donc de moins consommer d’énergie. Contrairement à la Toyota Prius par exemple, Elon Musk a réussi à développer une voiture ayant de bonnes performances aérodynamiques tout en étant agréable à regarder.

Ses voitures sont pour le moment encore vendues extrêmement cher, la Tesla S est vendue 77 000 euros en France. Elon Musk compte baisser ses coûts de production afin de conquérir une clientèle plus large. Il compte par exemple sur la baisse du coût du lithium utilisé pour ses batteries. Les voitures électriques seront-elles bientôt abordables pour le plus grand nombre ? A quelles conditions ?

Malgré son projet de méga-usine qui devrait permettre de faire des économies d’échelle sur le coût des batteries, je ne pense pas qu’il arrivera aux conditions nécessaires pour que Monsieur Tout-le-Monde puisse s’acheter une voiture électrique. Il faudrait pour cela réduire le poids de la voiture à 500 kg, abaisser sa puissance à 40 CV et mettre une batterie plus petite (50 km d’autonomie) couplée à un petit prolongateur d’autonomie; à partir de ce moment-là seulement, la voiture électrique deviendra abordable pour un grand nombre de conducteurs.  Mais pour inciter les gens à acheter ces voitures moins puissantes, plus légères et donc moins confortables, il est indispensable de mettre en place un système de bonus/malus annuel (appelé vignette avant que Laurent Fabius ne la supprime)  afin de donner un prix au kilo et au cheval supplémentaire.

Voir la présentation slideshare « Pourquoi la voiture du futur ne pèse que 500 kg ? »

Comment Elon Musk pourra-t-il s’y prendre pour faire baisser le prix de ces voitures ? A partir de quand deviendront-elles plus intéressantes que des voitures classiques ?

Elon Musk fait actuellement ce qui est en son pouvoir pour réduire le coût des batteries grâce aux économies d’échelle qu’offrira sa « giga-usine » de batteries. Mais il n’y arrivera pas tout seul. Pour encourager les conducteurs à acheter des voitures électriques, il faut aussi les décourager d’acheter des voitures à essence ou dieselEn Norvège par exemple, le plus important marché de voitures électriques en Europe, cela coûte moins cher d’acheter une Nissan Leaf qu’une Golf. Pour quelles raisons ? Parce qu’il n’y a pas de TVA sur la Nissan Leaf, tandis que les Golf ont une TVA mais aussi un malus indexé sur leur poids, leur puissance et leurs émissions de CO2, particules et NOx.

En Europe du Nord, des péages urbains ont été instaurés afin de limiter l’accès aux villes pour les véhicules les plus polluants. Interdire tout simplement l’accès aux centres-villes des voitures de plus d’une tonne peut-être un autre levier, réglementaire cette fois-ci et non fiscal, pour encourager la vente de voitures électriques (mais aussi de voitures légères frugales en énergie). Mais pour mettre en place ce type de mesures impopulaires, on a besoin de courage de la part de nos hommes politiques. Et pour l’instant, ce courage fait cruellement défaut.

28 réponses
  1. A Dholandre
    A Dholandre says:

    Afin de diminuer le coût des batteries, la recherche en ce moment s’oriente sur le remplacement du lithium par le sodium, plus abondant et avec un plus faible impact environnemental. La capacité des batteries sodium ions devrait être équivalentes à celle des lithium sur ions. À voir, cela est un projet actuel du CNRS et de constructeurs automobiles comme Toyota.

  2. tori
    tori says:

    La batterie n’a jamais été l’obstacle à l’émergence de la voiture électrique (VE). Pour rappel le VE est une voiture mue par des moteurs électriques alimenté soit par une batterie, une pile à hydrogène, ou un générateur thermique.

    Lisez à propos du moteur électrique: rendement, poids, puissance, réactivité, coût, encombrement, fiabilité, entretien … il a tous bon !
    Maintenant en revanche la batterie face au bidon réservoir c’est l’inverse.
    L’idée donc est de conserver ce bon vieux réservoir, de prendre des moteurs électriques pour se mouvoir et de placer un convertisseur essence/électricité entre les deux. Convertisseur c’est à dire un moteur thermique ou plutôt générateur , la nuance par rapport au hybride type prius se situe dans le faite qu’il n’y a plus de transmission directe aux roues ni de changement de régime rapide nécessaire et cela ouvert tous un panel de choix autre que nos classique moteur à piston.
    Turbine , stirling , wankel … tous meilleurs en terme de rendement donc de consommation (et plein d’autre avantages aussi).

    C’est le projet ancien mais très concret de cleanova.

    Alors pourquoi nos constructeurs (historique) ne saute pas le pas du VE hybride à prolongateur d’autonomie ?
    Sans doute qu’abandonner leur coeur de métier de motoriste , abandonner les investissements fait depuis plusieurs décennie, prendre un risque industriel , fermer des usines , changer de business modèle cela les échaude un peu voir les encourage farouchement à combattre cette transition de bon sens.

    Ainsi continue la course vers un saint grâal, la batterie ou la PAC low cost qui viendras (par hasard) un jour mais le plus tard possible.

  3. tori
    tori says:

    Le CNRS le dit lui même les batteries sodium ne remplacerons pas celle au lithium pour l’usage automobile , c’est une question de W/KG.

    Comme je l’explique dans mon autre commentaire la batterie n’est pas le problème puisque l’on en a pas (peu) besoin.

  4. Nicolas Meilhan
    Nicolas Meilhan says:

    Vous avez raison tori – l’hybride rechargeable est le futur – faut-il encore que les gens le rechargent régulièrement, ce qui apparemment n’est pas encore le cas 😉

    La voiture de demain sera-t-elle électrique?
    http://www.slideshare.net/NicolasMeilhan/quel-futur-pour-la-voiture-lectrique

    Je reste convaincu que la clé est de commencer par faire des voitures légères (500 kg) et d’interdire toutes celles de plus d’1t en ville.
    Une fois que l’on aura ces voitures légères, les électrifier ne sera qu’un jeu d’enfant car nous aurons besoins d’une batterie 6 fois plus petites, 6 fois plus légères et 6 fois moins cher que ce qu’on peut trouver aujourd’hui sur une Renault Zoé ou Nissan Leaf.

    Pourquoi la voiture du futur ne pèse que 500kg?
    http://leseconoclastes.fr/2014/11/pourquoi-la-voiture-du-futur-ne-pese-que-500-kg/

  5. tori
    tori says:

    Il est important de préciser hybride à prolongateur d’autonomie , il faut se débarrasser de se vieux moteur à piston au rendement pitoyable.

  6. Nicolas Meilhan
    Nicolas Meilhan says:

    Toujours d’accord tori – ma vision depuis un certain nombre d’année (2006) est que cette voiture électrique à prolongateur d’autonomie sera équipée d’un prolongateur d’autonomie que dépendra de la région: moteur thermique avec du bio carburant au Brésil, turbine à gas dans les pays produisant du gaz, pile à combustible pour ceux qui ont de l’hydrogène, moteur wrankel si on n’a que de l’essence, etc…

  7. bga80
    bga80 says:

    Et les super-condensateurs qui permettent de se passer de batterie pour la voiture électrique qu’en est-il ?

  8. bga80
    bga80 says:

    Par contre pour produire du graphène, il faut du graphite ! Principal gisement en Chine mais aussi à l’île de Madagascar…. Mais qu’en est-il des stocks mondiaux de graphite ? Les gisements seraient épuisés en 2062 au rythme actuel d’extraction, mais si la demande augmente ? En l’occurrence, les Super-Condensateurs ont ils un si bel avenir que ça ? Si les éconosclastes peuvent nous éclairer à ce sujet ? Notamment en publiant un article sur ce site…

  9. Nicolas Meilhan
    Nicolas Meilhan says:

    Vincent – vous avez raison mais malheureusement certaines personnes auront toujours besoin d’une voiture, notamment si les trajets domicile – travail dépassent 20km et qu’ils n’ont pas de train ou bus à proximité
    http://leseconoclastes.fr/2015/11/a-quoi-ressemble-la-voiture-du-futur/

    Le covoiturage fait aussi parti des solutions bien sûr notamment en préri-urbain et rural
    http://leseconoclastes.fr/2015/03/quelle-est-la-mobilite-du-futur/

  10. Nicolas Meilhan
    Nicolas Meilhan says:

    bga80 – cela fait longtemps que l’on entend parler des super-condensateurs mais on n’en a pas encore vu beaucoup. SI je ne dis pas de bêtise cela permet surtout de stocker de la puissance alors que l’on cherche plutôt un moyen de stocker de l’énergie. Cependant, pour des voitures en villes qui accélèrent et freinent souvent, cela peut faire du sens avant que les voitures soient exclues des villes.

    Je préfère cependant le système low-tech Hybrid Air de PSA qui revient à la même chose.

  11. Lecointre
    Lecointre says:

    Tesla est en train de révolutionner l’automobile il était temps…!!
    Ce que toutes les autres marques ont été incapable de faire…
    Bravo Monsieur Elon Musk… Le rêve devient réalité…

  12. Nicolas Meilhan
    Nicolas Meilhan says:

    Lecointre – le rêve devient réalité pour 50 000 personnes par an pour l’instant (sur un parc automobile mondial de plus de un milliard de voitures). De là à parler de révolution, il n’y a qu’un pas que je ne franchirai pas pour l’instant.

  13. Julien FIQUET
    Julien FIQUET says:

    Même si j’aime lire se genre d’article et apprendre des choses( comme sur le moteur Wrankel et ses évolutions).

    Je déplore l’analyse d’un problème, sa recherche de solution, sans prendre en compte que finalement on oblige l’homme à faire de la route, ou oblige l’homme à travailler trop et donc avoir des moyens de transports moins collectif et plus rapide.

  14. Julien Fiquet
    Julien Fiquet says:

    Oui j’avais vu cette article.
    Problème:
    Le blocage due à un manque de libéralisme réel.le travail à domicile rapporterait pourtant à l’employé en réduction de dépense et cadre de vie.Ainsi qu’a l’employeur : Moins de véhicule de société,prime de transport, paix social.Pas de coup de mise en oeuvre internet et son réseau existe déjà.
    Le capitalisme de connivence ajoute de la norme sur la norme de sécurité réseau dans l’industrie, les services etc. en grande partie pour rien.
    Le lobbying du domaine auto et ses domaines voisins empêche toute évolution.

    Vive chez nous la république la plus corrompue qu’on ait connue.
    Vive la gangrène mondiale des élites politique.parfois je me demande s’ils ne sont pas juste nihiliste.ou débiles au point de ne penser qu’à avoir la plus grosse gamelle possible…sauf qu’on en revient au fait que dans le monde réel rien n’est illimité.

  15. Issam
    Issam says:

    Avec la technologie de Tesla et leur production de batterie de masse ( GigafactorieS ) on pourrait avoir d’ici 5 à 10 ans :

    100 euros le kWh de batterie lithium-ion
    0.3 kWh/ kg de batterie

    http://batteryuniversity.com/learn/article/types_of_lithium_ion

    http://www.hybridcars.com/tesla-projects-battery-costs-could-drop-to-100kwh-by-2020/

    donc pour utiliser cette technologie : une voiture toute électrique de 600 kg et 30 kW avec 4 places

    Notons qu’une voiture thermique équivalente aurait un moteur de 35-40 kg, plus 10kg de réservoir d’essence ( 2.5L/100 km ) plus la boite de vitesse plus les arbres à transmission cela fait presque 80-100 kg que l’on remplace par la batterie, plus le module de contrôle de batterie plus le moteur électrique
    le coût serait de 7000-8000 euros neuve ?

    retour à la voiture électrique : avec une consommation de 7 kWh/100 km, une autonomie de 250 km ( contre plus de 400 pour la thermique certes ) donne environs 17 kWh de batterie ( durée de vie 10 ans ) soit 55kg de batterie, plus le module de contrôle cela donne 70-75 , auquel il faut ajouter le moteur électrique le poids c’est comparable et l’autonomie n’est réduite que de moitié

    coût de la batterie : 1700 euros plus le module : moins de 2500 (?)

    il reste bien de la marge pour ne pas dépasser les 8000 euros, sans compter qu’en coût d’utilisation cela reste moins cher sur le cycle de vie

    avantage : économiser encore 2.5 l d’essence aux 100 km, et même par rapport à une hybride rechargeable on économise encore 1-1.5L/100 km

    ( c’est pour ceux qui ne peuvent pas se passer de voiture bien sûr sinon, vélo électrique, bus, télétravail et autres trucs à imaginer encore^^ )

    toutes critique constructive bien venue merci

  16. Nicolas Meilhan
    Nicolas Meilhan says:

    Votre calcul est intéressant Issam mais pourquoi mettre 250 km de batteries alors qu’avec 50 km vous couvrez 80% des trajets journaliers? Dans 80% de vos trajets, vous transportez 200 km d’autonomie de batterie pour rien. Divisez la taille de votre batterie par 5 et ajouter une borne de recharge rapide embarquée, aussi appelée prolongateur d’autonomie.

  17. bga80
    bga80 says:

    A savoir qu’une batterie de voiture électrique perd 20/25 % de son autonomie au bout de 2 ans, ça décline comme pour les téléphones portables. Ça décline d’autant plus vite, si justement on la recharge quotidiennement.

  18. Bouddha Vert
    Bouddha Vert says:

    Intéressant pour la France, et le monde, puisque nous roulerions au nucléaire, qu’en est il pour le reste du monde qui fait son électricité au charbon (40% de la Pn mondiale)?
    Il me semble que la Pn de lithium est très contrainte et ne permettra jamais d’envisager une Pn de masse!
    La voiture électrique n’est vraiment pas née.
    Dans le meilleur des cas, une possibilité, avec un concept « voiture » qui évoluera certainement de la propriété vers l’usage.

  19. Issam
    Issam says:

    Merci de la question, j’expose mon raisonnement :

    Je pense qu’ il s’agit d’un arbitrage entre :

    les kilos de batteries produites pour rien dans 80% des trajets ( avec toutes l’énergie primaire – principalement fossile -consommée et les dégâts environnementaux causées par les activités minières, etc… plus la déplétion du lithium, du cobalt, du nickel, etc… ) ainsi que l’électricité supplémentaire produite ( uranium etc… )

    le pétrole consommé ( 1L/100 lm en moyenne pour une hybride rechargeable de 600 kg avec 50km d’autonomie électrique si j’ai bien compris ? ) avec également tous ce que j’ai cité en haut, valable pour le pétrole, l’uranium et les métaux

    J’avoue que je privilégierais l’un plutôt que l’autre en fonction de calculs qui montreraient, à mobilité égale, lequel est le moins dommageable pour l’environnement, ( donc à l’heure actuelle je n’en suis pas sûr à 100% ^^ ), je me demandais juste ce que les améliorations technologiques pourraient donner, et je me suis focalisé sur les émissions  »au pot d’échappement » uniquement…

  20. Issam
    Issam says:

     » et je me suis focalisé sur les émissions au pot d’échappement » uniquement…  »

    je veux dire par là que j’avais négligé l’impact des batteries et de l’électricité – même décarbonnée – ( nucléaire, peut être demain solaire, éolien etc… ) en pensant à la toute électrique

  21. Tollenaere Michel
    Tollenaere Michel says:

    Vous n’envisagez pas de batteries modulaires embarquables à la demande sur le véhicule. Ce concept permet de n’embarquer que le strict besoin d’autonomie et bien sur de « refueler » dans n’importe quelle station comme on le fait avec un carburant gaz essence ou gasoil. Ainsi plus besoin de 300kg de batteries qui alourdissent le véhicule maais 3 x 100kg à la demande

  22. Gabriel
    Gabriel says:

    Désolé Nicolas mais il faut remettre un peu les choses en perspective. Avoir un véhicule qui fait 600 km de trajet une fois par an, c’est justement le genre d’absurdité que l’on entend qui fait que les gens pensent que le VE c’est naze.
     » La voiture électrique peut donc être seulement envisagée pour l’instant comme une seconde voiture » : FAUX
    « C’est donc pour l’instant un gouffre financier pour les particuliers. » : FAUX (cf plus bas)
    Je roule en VE, je suis jeune entrepreneur (donc sans revenu), je fais 25km par jour en moyenne, j’ai économisé en 1 année 650€ en carburant fossile (sans parler de la TVS), j’habite une petite ville de province et quand je veux partir en vacances loin, soit je prends le train, soit le covoiturage. Et plus JAMAIS je n’acheterai une thermique !

    Et avec la recharge rapide, et l’obligation de m’arrêter toutes les deux heures et avec les réseaux de recharge, l’autonomie en France N’EST PLUS VRAIMENT le problème.
    Le vrai problème, c’est la sociologie autour de la voiture, des comportements sur la route et de la place de la mobilité dans la vie des gens !

    Si tu veux, Nicolas, j’ai un jolie tableau Excel avec mes stats de conso depuis que j’ai la voiture et les coûts réel qu’elle me coûte (bon c’est pas une Tesla mais c’est pareil)

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