Voitures électriques : Ça vaut le coup ? - C'est pas sorcier [Intégrale]

C'est pas bientôt fini tout ce vacarme ? Mais non, Jamy ! C'est juste un CD. Ma voiture, elle fait pas de bruit. Elle est électrique. Quoi ? C'est une voiture électrique ? Exactement. Et t'es pas au courant ? La petite voix aussi veut changer de voiture. Elle veut s'acheter un véhicule électrique. Alors tu sais, aujourd'hui, on a de plus en plus de choix. Tu me rejoins ? On va essayer de lui en trouver une belle. Excellente idée. Allez Marcel, on y va. On va lui faire une surprise. Électrique. Waouh, frère ! On peut dire qu'elle a du jus. C'est même une véritable bombe. Enfin, tout cela pour te montrer que la voiture électrique, aujourd'hui, est une réalité. Celle-ci, par exemple, la Tesla, est déjà commercialisée auprès du public. Alors bien sûr, là, on est dans le haut de gamme, le très haut de gamme même. Pour un modèle comme celui-ci, il faut compter au bas mot 100 000 euros. Mais technologiquement, ça marche très bien. Celle-ci est même équipée de batteries qui lui permettent d'avoir une autonomie d'environ 350 km. Ce qui est beaucoup pour une voiture électrique. Bon alors, la petite voix, elle te plaît ? Je ne sais pas, je me tâte. T'es difficile quand même. Bon, je vais voir ce que je peux faire. La voiture électrique que les constructeurs nous annoncent pourrait aussi ressembler à celle-ci, la Twizy. Elle est petite, compacte, on peut monter à deux en tandem. Elle peut rouler pendant environ 100 km à la vitesse de 75 km heure. Bref, c'est l'idéal pour la ville. Alors, la petite voix, elle te plaît ? Mouais. T'inquiète pas, j'ai d'autres modèles à te proposer. Ah bah tant mieux, je préfère, vraiment. Et puis vous savez, avant d'en arriver là, ça a été une très longue histoire. Les véhicules électriques sont bien plus vieux qu'on ne le pense. Cette voiture légère de ville date de 1942. En cette période de rationnement du pétrole, la VLV, voiture légère de ville, vous permettra de parcourir 75 km à l'incroyable vitesse de 30 km à l'heure. Tout cela grâce à l'électricité. Élégant et propre, les véhicules électriques est promis à un avenir radieux. N'en doutons pas. En réalité, les voitures électriques nées à la fin du 19e siècle n'ont pas concurrencé très longtemps. Les performances croissantes des voitures à essence. A partir des années 1960, on cherche à nouveau à développer ces voitures propres et qui ne roulent pas au pétrole. Mais le succès est limité car leur autonomie restait très inférieure à 100 km. Aujourd'hui, elles connaissent une seconde révolution. Ce qui rend possible aujourd'hui la voiture électrique, c'est les progrès technologiques. On n'est plus dans les premières générations de batteries au plomb. On est aujourd'hui dans la génération de batteries au lithium-ion. Et puis, on sait qu'il y aura des tensions sur le pétrole en 2020. Donc, il faut changer aujourd'hui d'énergie et l'électricité fournit cette alternative-là. Et il faut aussi réduire nos émissions de gaz à effet de serre. Toutes ces raisons poussent donc les constructeurs à concevoir des véhicules plus propres, parfois très étonnants comme ce modèle à mi-chemin entre la voiture et la moto. Et même, les as du volant peuvent rouler à l'électrique. Ah, quel bonheur, Jamy ! L'une des grandes différences avec une voiture à essence, c'est le silence. Le moteur électrique ne fait quasiment pas de bruit. Excusez-moi, il ne m'avait pas entendu. C'est ça le problème avec les voitures électriques. Elles sont tellement silencieuses qu'il va falloir leur inventer des bruits spécifiques. Il va falloir les sonoriser. Si, si, on y travaille. Allez, viens la petite voie que je te présente, la Twizy. Alors comme toutes les voitures électriques, viens voir, elle n'a que deux pédales, un accélérateur, un frein. Il n'y a pas de pédale d'embrayage, c'est normal, il n'y a pas de boîte de vitesse. Il n'y a pas de pot d'échappement non plus, donc ça ne pollue pas. Le moteur électrique est à l'arrière et la batterie est sous le siège. Et c'est la batterie qui fournit toute l'énergie au moteur électrique. Une batterie, c'est un dispositif qui permet de produire de l'électricité, autrement dit, une circulation d'électrons. Pour ceux qui ne sont pas au courant, la batterie est constituée de deux électrodes. L'anode, qui contient du lithium, et la cathode en phosphate de fer. Ces deux matériaux, phosphate de fer et lithium, sont constitués comme toute la matière qui nous entoure d'atomes. Un atome, vous le savez, c'est un noyau autour duquel gravitent des électrons. Les atomes de lithium, comme celui-ci, ont tendance à céder un électron. C'est la raison pour laquelle on les retrouve au niveau de l'anode, la borne négative, celle qui fournit les électrons. La cathode, en revanche, a tendance à les attirer. L'ensemble baigne dans une sorte de pâte ou de gel qu'on appelle l'électrolyte. Alors, tant que le circuit est ouvert, comme ici, rien ne se passe. Et comme vous pouvez le constater, d'un côté comme de l'autre, les charges sont à l'équilibre. En revanche, dès l'instant où le circuit est fermé, alors là, tout bouge. Tout en même temps. Pour mieux comprendre, décomposons le phénomène. Les uns après les autres, les atomes de lithium cèdent des électrons qui se dirigent vers la cathode. Le courant électrique insécré fait tourner le moteur. Bon, ça va Marcel ? On a compris. Seulement, à l'anode, l'équilibre des charges est rompu. Les atomes de lithium qui ont cédé un électron ne sont plus des atomes à part entière. Ils se sont transformés en ions lithium positifs. Pour rétablir cet équilibre, ces ions positifs vont donc quitter l'anode et passer dans l'électrolyte. De l'autre côté, la cathode reçoit, quant à elle, des électrons. Là aussi, l'équilibre des charges est rompu. Cela dit, il est très vite rétabli grâce à l'arrivée des ions lithium positifs en provenance de l'électrolyte. Mais dis donc, Jamy, le camion de Marcel aussi, il a une batterie. Mais à ma connaissance, ce n'est pas une batterie au lithium. Tu devrais lui demander. Pas la peine, c'est une batterie au plomb. Les voitures électriques sont équipées de batteries au lithium, car à poids égal, ce matériau peut stocker davantage d'électrons que les autres. Par conséquent, à poids égal, une batterie au lithium dure plus longtemps qu'une batterie au plomb. Et c'est justement parce que nous arrivons à mettre plus d'électrons dans une batterie que nous assistons aujourd'hui à un véritable essor industriel des véhicules électriques. A ce propos, on a vu que les constructeurs inventent de nouvelles voitures, mais ils adaptent aussi à l'électricité des modèles qui, jusqu'à présent, roulaient à l'essence, comme ce véhicule utilitaire. Venez voir, la batterie a été placée en dessous. C'est important, elle fait 250 kg et en la plaçant le plus bas possible, ça permet d'avoir une bonne tenue de route. Et puis en la mettant à la place du réservoir, ça permet aussi de conserver tout le volume utile du véhicule. Cela étant dit, Jamy, avec une batterie comme celle-ci, cette voiture n'aura jamais autant d'autonomie qu'avec un réservoir à essence. Et non. En fait, les constructeurs essaient de trouver le bon compromis entre le volume de la batterie et son autonomie. C'est une question de bon sens. Tenez, aujourd'hui, avec un plein, une voiture parcourt en moyenne 700 km. En outre, elle peut aisément embarquer 4 personnes et leur bagage. Une voiture électrique de même gabarit ne peut, c'est vrai, parcourir que 150 km. Et déjà, les batteries occupent un plus grand espace que le réservoir d'une voiture classique. Alors c'est vrai, on peut aller plus loin, on peut aller jusqu'à 450 km. Mais dans ce cas, vous voyez, les batteries occupent tout l'espace. Autrement dit, avec une voiture électrique, on peut aller très loin. Mais dans ce cas, on est obligé de laisser les enfants, le grand-père et le chien à la maison. Dis donc Jamy, tu sais qu'il existe une astuce pour gagner de la place sans toucher aux batteries, bien sûr. Tiens, par exemple, sur ce véhicule, devine où est le moteur ? Ben, à l'avant, on va regarder. Et ben non, il n'y a pas de moteur à l'avant. À l'arrière alors ? Allons voir. Et non, pas de moteur à l'arrière. Tu es sûr qu'il y a un moteur ? Je te rassure, ce n'est pas une voiture à pédale. Les moteurs, en fait, sont placés dans les deux roues arrières. Et la petite voix ? Ça roule ! Merci ! Voilà, c'est ce que l'on appelle une roue moteur. L'idée n'est pas vraiment nouvelle. En 1904, Ferdinand Porsche avait déjà déposé un brevet. Alors voilà ce qu'on y trouve. Le moteur électrique qui est là. Les suspensions. Et ici, les freins. Alors, je sais, si on crève, que se passe-t-il ? Eh bien, c'est assez simple en fait. Il faut démonter ces boulons. Et ensuite, on enlève juste la jante et le pneu. Et maintenant, on va aller faire un petit tour. Hop ! Voilà, et ça se conduit comme un scooter. On a un guidon, l'accélérateur à la main et le frein à la main. Allez, c'est parti ! Ouais, le moteur dans les roues, c'est pas mal ! Comme ça, j'aurai plein de place pour mes bagages. Très astucieux ! En fait, sur 100% d'énergie embarquée dans un réservoir ou dans une batterie, une partie seulement est utilisée pour faire tourner les roues. Et d'une manière générale, ce sont les voitures électriques qui ont le meilleur rendement. Vous allez comprendre. Pour faire tourner ces roues, une voiture essence ou diesel est équipée d'un moteur thermique dont le principe repose sur la combustion du carburant. La détente des gaz permet d'actionner un piston dont le mouvement rectiligne est transformé en un mouvement rotatif grâce à une bielle et un vilebrequin. Seulement, à chacune de ces étapes, une partie de l'énergie se dissipe. Soit sous forme de chaleur au moment de la combustion, soit à cause des frottements des pièces les unes contre les autres. Bref, au final, avec un moteur thermique, environ 10% de l'énergie embarquée est utilisée pour faire tourner les roues. 10%, c'est peu. Le moteur électrique fonctionne sur un principe beaucoup plus simple. En gros, il est constitué d'un stator et d'un rotor. Dès que le courant électrique circule, le rotor tourne à l'intérieur du stator entraînant un arbre qui, à son tour, entraîne les roues. Alors certes, il y a toujours un petit peu de déperdition d'énergie à cause des frottements et sous forme de chaleur, mais tout de même, avec un moteur électrique, environ 80% de l'énergie embarquée est utilisée pour faire tourner les roues. C'est mieux. Mais avec la BB-1, c'est encore mieux. Les moteurs étant fixés sur les roues, il n'y a plus de déperdition d'énergie au niveau de l'arbre de transmission. Le rendement est donc encore meilleur. Aujourd'hui, sur autoroute à 130 km par heure, les voitures électriques peuvent parcourir 150 km. Mais si on roule moins vite, sur des trajets en ville ou à la campagne, on atteint alors 250 km d'autonomie. Ce n'est qu'un début. On peut raisonnablement penser à l'avenir, améliorer d'un facteur 2 à 3 l'autonomie des batteries en continuant à développer la recherche de nouveaux matériaux d'électrode et aussi de nouvelles formulations d'électrolyte. Donc, d'ici 10 ans, on devrait pouvoir faire 500 km d'une seule traite. Et tout cela grâce au lithium. Ses principaux gisements exploités aujourd'hui sont en Amérique du Sud et en Chine. On trouve le précieux métal dans des saumures à quelques mètres de profondeur. D'après les géologues, les réserves de ce nouveau pétrole seraient suffisantes pour faire rouler la planète entière à l'électricité, les batteries de nos téléphones et ordinateurs comprises. Quant à celles de nos voitures, il faudra améliorer leur recyclage pour les rendre plus écologiques. Alors aujourd'hui, il n'y a pas que les constructeurs automobiles historiques qui se lancent dans la conception et la production de véhicules électriques. Non, on voit apparaître de plus en plus de fabricants plus ou moins importants. Cette voiture, par exemple, on l'appelle la Blue Car, est le résultat d'un partenariat entre un fabricant de batteries français et un designer. Et oui, le marché des voitures électriques intéresse de plus en plus d'industriels. Alors certes, ce marché, on ne le connaît pas encore très bien. Certains estiment qu'environ 1 million de voitures électriques pourraient être vendues en France entre 2010 et 2020. Et les plus optimistes parlent même de 2 millions de véhicules. Eh oui ! Dis donc Fred, regarde un petit peu tes batteries, elles sont presque vides. Ah bah oui, t'as raison. C'est pas un problème, on est à côté de la maison. L'avantage avec une voiture électrique, c'est qu'on n'a plus besoin de passer à la pompe. On peut faire le plein d'électricité chez soi. Pour recharger les batteries, rien de plus simple, il suffit d'avoir dans son garage une prise électrique de 120 volts, de 16 ou de 32 ampères et ensuite, ben voilà, on branche. Et pour une recharge complète, il suffit d'attendre environ 6 heures. Comment ça 6 heures ? T'as pas plus rapide par hasard ? Oh là là Jamy, j'ai l'impression que mademoiselle s'impatiente. T'as raison, c'est une vraie pile électrique. Prenons au contraire notre temps et observons ce qui se passe quand on recharge une batterie. Les électrons qui arrivent du secteur se dirigent vers l'anode. L'équilibre y est alors à nouveau rompu. Seulement au même moment, dans la cathode, des atomes de lithium perdent un électron et se transforment en ions lithium positifs. L'équilibre des charges étant là aussi rompu, ces ions lithium quittent la cathode et vont se poser dans l'anode, rétablissant ainsi l'équilibre de part et d'autre. Quant aux électrons qui sont sortis de la cathode, eh bien, ils repartent dans le secteur. Alors en temps normal, autrement dit quand on utilise une prise et un câble classique, les charges électriques ne se bousculent pas au niveau de l'anode. Au contraire, elles arrivent les unes derrière les autres et vont se ranger là où il y a de la place. Seulement pour obtenir un tel résultat, il faut du temps. En moyenne, 6 heures. Bien sûr, on peut aller plus vite en augmentant le débit. Seulement, dans ce cas, les charges électriques se rangent beaucoup moins bien et dans la précipitation, eh bien, l'anode peut subir des dommages irrémédiables. À court terme, ça ne pose pas de problème. Mais après quelques années d'utilisation, eh bien, la batterie peut perdre jusqu'à 20% de sa capacité de stockage. Alors là, je dis the class. Là au moins, il y a de la place. Eh oui, la petite voix, il en faut pour tous les goûts de la petite voiture compacte à la berline plus confortable. En tout cas, quoi qu'il en soit, dans un premier temps, les voitures électriques seront essentiellement réservées à une utilisation urbaine. En effet, 80% des Français vivent en ville et font en moyenne 50 km de trajet par jour. Ce genre de véhicule est donc parfaitement adapté. Et puis, l'avantage d'une voiture électrique, c'est qu'elle produit en partie son énergie. Par exemple, quand on est dans une descente comme ici, il suffit de lâcher l'accélérateur. À ce moment-là, la batterie arrête d'envoyer de l'électricité vers le moteur. On économise donc de l'électricité. Comme les roues continuent de tourner, eh bien, on récupère cette énergie pour alimenter les batteries. C'est clair, la petite voix ? C'est lumineux, Fred, lumineux. Mais bon, lorsque l'on veut faire un long voyage, tout cela ne suffit pas et il faut bien prendre le temps de recharger les batteries. Et pour savoir où le faire, il suffit de jeter un oeil sur le GPS qui nous indique les bornes de recharge les plus proches. C'est simple. On estime les besoins à 2 bornes par voiture électrique. D'ici 2020, il faudra donc installer en France 4 millions de bornes de recharge lentes et rapides. Et ce n'est pas tout, on pourra aussi échanger sa batterie vide en moins de 5 minutes. Dans des stations spécialement aménagées, un robot vous fournira une nouvelle batterie rechargée à 100%. Au final, le plein d'électricité tourne autour de 2 euros seulement pour 150 km. Mais attention, les batteries, elles, coûtent très cher. En partie parce que leur durée de vie est de plus de 10 ans. Du coup, les constructeurs proposent de la louer ou même de louer toute la voiture plutôt que de l'acheter. Quoi qu'il en soit, l'objectif est que la voiture électrique ne revienne pas plus cher qu'une voiture à essence. Et voilà, c'est parti pour le plein d'électricité. Alors c'est très simple, on s'arrête à une borne, on s'identifie avec une carte bancaire ou avec une carte d'abonnement. La borne me demande charge rapide, charge lente, je fais charge rapide. Et il n'y a plus qu'à attendre une trentaine de minutes. Mais dans tous les cas, les batteries ne seront rechargées au maximum qu'à 80%. Oh là là, quelle circulation ! Pouah, dis donc, qu'est-ce qu'on respire, vivement la voiture électrique Fred, c'est l'horreur ! Remarque, les voitures électriques n'empêcheront pas les embouteillages, mais c'est vrai qu'on respirera mieux. Parce que les voitures à essence, c'est fou ce qu'elles rejettent comme polluants, comme gaz à effet de serre. Tiens, le fameux CO2, le dioxyde de carbone. J'y retourne. Effet de serre, effet de serre. Et ta voiture électrique, elle en produit pas un peu des gaz à effet de serre ? Attends la petite voix, dis-moi Jamy, il y en aurait pas un peu des gaz à effet de serre là-dedans ? Eh ben, qu'est-ce que je dis ? Ben, tout dépend à quel moment on recharge les batteries. Ah oui, en France, l'électricité que nous consommons peut être produite de différentes manières. L'essentiel, un peu plus des trois quarts, sort des centrales nucléaires. Ces centrales produisent des déchets nucléaires et un petit peu de CO2. Le reste est pour moitié d'origine renouvelable, hydraulique, éolien, solaire, ce qui entraîne un petit peu d'émissions de CO2. Et pour moitié d'origine fossile. Cette électricité d'origine fossile est produite par des centrales thermiques qui brûlent du charbon, du pétrole ou du gaz et qui, elles, émettent beaucoup de CO2. Voilà pour les différentes sources. Maintenant, en fonction de la demande, elles sont plus ou moins mises à contribution. Voilà comment elles se répartissent. Ici, une courbe qui représente notre consommation quotidienne d'électricité. Les centrales qui utilisent des énergies fossiles fonctionnent à plein régime pendant les pics de consommation, autrement dit entre 9h et 14h et entre 18h et 22h. Si on recharge les batteries d'un véhicule électrique pendant ses plages horaires, ce véhicule va émettre l'équivalent de 100 grammes de CO2 par kilomètre, à peu près la même chose qu'un véhicule classique. Il faut recharger à un autre moment, non ? Absolument. Pendant la nuit, en effet. Pendant la nuit, les centrales qui utilisent des énergies fossiles fonctionnent au ralenti. Ici, si la voiture est rechargée pendant la nuit, elle n'émet plus que 10 à 20 grammes de CO2 par kilomètre. C'est beaucoup mieux. Mais même la nuit, il peut y avoir des pics de consommation quand les températures chutent brusquement, par exemple. Pour éviter de relancer des centrales thermiques, il faut donc réguler en temps réel la demande d'électricité et inciter les automobilistes à arrêter leur recharge. C'est possible grâce au réseau d'alimentation intelligent. Le réseau intelligent, c'est celui qui donnera l'électricité la plus décarbonée possible, la plus verte possible, à l'utilisateur de son véhicule électrique. Et l'infrastructure de recharge la plus intelligente, c'est celle qui dialoguera avec l'automobiliste pour lui dire, si vous rechargez maintenant, vous serez en électricité rouge, mais si vous attendez 30 minutes, une heure, là, vous serez en électricité verte. Il sera bien meilleur pour l'environnement. En revanche, dans des pays comme la Pologne, l'Allemagne ou la Chine, où l'électricité est surtout produite grâce au charbon, la voiture électrique ne sera pas aussi écologique. Et puis, être seul dans son véhicule n'est pas le mode de déplacement le plus rationnel en ville. La voiture électrique, ça sera sans doute une solution parmi tant d'autres, ça ne sera pas la solution. En zone urbaine, des outils collectifs sont adaptés et pas la voiture. Donc, il faut inciter les gens à utiliser les transports en commun et non pas des véhicules individuels. Que ce soit la motorisation thermique ou électrique. Mais des solutions intermédiaires se préparent, comme ce véhicule individuel, qui pourrait être mis en libre service et être utilisé par le plus grand nombre. Ben alors, Fred, t'as remis ton disque ? Non, non, là, c'est le moteur que tu entends. Quoi ? T'as un moteur à essence ? Oui, oui, un moteur à essence. Ben, elle n'est pas électrique, alors ? Ben, si, elle est électrique, si. Oh, mais moi, je ne comprends plus rien. Elle est essence ou électrique ? Ben, les deux, c'est ce qu'on appelle une voiture hybride avec un moteur à essence et un moteur électrique. Viens avec moi, tu vas comprendre. En fait, le principe est simple. Lorsque je suis à l'arrêt à un feu, par exemple, ou lorsque je roule doucement, c'est le moteur électrique qui tourne. Comme ça, on ne consomme pas d'essence et en plus, ça ne fait pas de bruit. Ce qui est très agréable. Ensuite, lorsque j'arrive à environ 40 km heure, le moteur électrique s'arrête et c'est le moteur thermique, le moteur à essence, qui se met en marche. Mais ce n'est pas tout. Si je veux accélérer franchement ou monter une côte, comme là, on peut très bien le voir sur le tableau de bord, à ce moment-là, le moteur électrique se remet en marche pour venir en aide au moteur thermique. Ah oui, une dernière chose sur ce modèle, c'est le moteur thermique qui recharge les batteries lorsque l'on roule. Mais les constructeurs réfléchissent déjà à des voitures hybrides que l'on pourra recharger en les branchant directement sur des prises. Quel confort, Jamy ! Tu entends ça, Marcel ? Regardons ce qu'il y a sous le capot. D'abord, il faut savoir qu'il existe deux grandes familles de motorisations hybrides. La famille parallèle, pour commencer. Quand le véhicule démarre et qu'il roule lentement, c'est le moteur électrique qui entraîne les roues. Puis, quand il doit accélérer, le moteur thermique se met en marche et sa puissance vient s'ajouter à celle du moteur électrique. Les roues sont alors entraînées par les deux moteurs qui fonctionnent en parallèle. Mais dis-moi, Jamy, pour les moteurs en série, ça se passe comment ? Eh bien, les deux moteurs fonctionnent l'un derrière l'autre. Le moteur thermique fonctionne en permanence. Il fait tourner un générateur qui produit de l'électricité. Cette électricité est stockée dans une batterie qui alimente un second moteur électrique, celui-ci qui entraîne les roues. Pourquoi un moteur thermique pour faire tourner un moteur électrique ? Eh bien, l'intérêt, c'est que ce moteur thermique fonctionne toujours au même régime. Jamais il n'accélère. Et en plus, il fonctionne en permanence à son meilleur rendement. Par conséquent, il consomme moins. Les voitures hybrides série émettent environ 90 grammes de CO2 par kilomètre. C'est plus qu'une voiture 100% électrique, mais elles ont une plus grande autonomie. Leur bilan carbone pourrait être amélioré si demain on les alimentait avec des biocarburants de nouvelle génération. Donc, entre voitures hybrides et 100% électriques, chacune devrait avoir sa place sur nos routes. Bon alors, ça y est, t'as fait ton choix ? Bah écoute, je sais pas, j'hésite, il y a vraiment trop de choix, je sais pas quoi prendre. Qu'est-ce que c'est que ça ? Bah, Fred, t'es où ? Ouais, mais je suis pas trop fan de la couleur, tu vois, et puis le coffre est vraiment trop petit, alors là... C'est pas faux ! Si vous voulez revoir cette émission et avoir d'autres informations, vous pouvez nous retrouver sur le site internet de C'est Pas Sorcier, à l'adresse www.cepasorcier.com