LES VOITURES ÉLECTRIQUES, PAS SI VERTES
La recherche sur le cycle de vie des voitures électriques remet en question la notion de ‘voitures à zéro émission’
La modeste Mitsubishi Mirage n’a aucune des marques de fabrique des voitures futuristes et écologiques. Elle roule à l’essence, elle a un moteur à explosion et elle émet des gaz à travers un pot d’échappement. Mais lorsqu’on évalue les émissions de carbone d’une Mirage sur toute sa durée de vie – de l’achat des composants et de l’essence au recyclage – elle pourrait en fait être plus “verte” qu’un modèle de la firme américaine Tesla, pionnière de la voiture électrique, surtout dans les zones du monde où le taux d’émissions de carbone entraîné par le mode de production d’électricité est élevé. D’après les données du Trancik Lab du Massachusetts Institute of technology (MIT), une Tesla modèle S P100D roulant dans le Midwest aux États-Unis produit 226 grammes de dioxyde de carbone (ou équivalent) par kilomètre sur sa durée de vie. “les grosses voitures électriques peuvent produire plus de gaz à effet de serre sur toute leur durée de vie que les petites voitures classiques”. C’est une baisse significative par rapport aux 385 grammes d’une voiture haut de gamme comme la BMW série 7. Mais la Mirage émet encore moins que cela : tout juste 192 grammes. Les données du MIT confirment les résultats d’une étude de l’Université norvégienne des sciences et des technologies, l’année dernière : “les grosses voitures électriques peuvent produire plus de gaz à effet de serre sur toute leur durée de vie que les petites voitures classiques”.
Du pot d’échappement au cycle de vie
Un tel argument n’a pas pour but de dire qu’une technologie est meilleure qu’une autre, ou de dénigrer les voitures à zéro émission. Mais il soulève une question très importante sur cette industrie : les gouvernements et les fabricants de voitures posent-ils les bonnes questions à propos des voitures de nouvelle génération ? Les responsables politiques poussent l’industrie automobile vers une nouvelle ère,, mais ni l’Europe, p, ni les États-Unis, ni la Chine, ne mettent en place l’appareil réglementaire adéquat pour les voitures électriques, et ils ne départagent pas réellement leurs mérites environnementaux. L’idée que certaines voitures à moteur thermique peuvent être plus écologiques que d’autres voitures à zéro émission ne peut pas avoir de sens dans l’environnement réglementaire actuel. Du point de vue d’un gouvernement, toutes les voitures électriques sont écologiques – indépendamment du fait qu’elles soient grandes ou petites, fabriquées de façon écologique ou pas, et qu’elles roulent grâce à une électricité produite par l’énergie solaire ou par le charbon. “Les voitures électriques sont à zéro émission, par nature” explique Roland Doll, responsable de l’innovation chez InnoEnergy, un groupe de militants de l’énergie durable. “Mais les régulateurs ne mesurent que ce qui sort du pot d’échappement. Or, il n’y a pas de pot d’échappement.” Pour comprendre l’impact global des voitures électriques sur l’environnement, les régulateurs doivent analyser le cycle de vie d’une voiture, prendre en compte la fabrication, y compris l’approvisionnement en métaux rares qui composent la batterie, l’électricité qui la fait avancer ainsi que le recyclage de ses composants. Ces analyses ont plus la faveur des chercheurs que la comparaison directe avec les voitures essence et diesel. Si les politiques de régulation étaient basées sur ce type d’évaluations, les analystes pensent que cela aurait un impact important sur ce que seront les voitures sur nos routes dans les décennies à venir. À l’heure actuelle, une petite voiture comme la Mirage pourrait être interdite de circulation sur certaines routes en Europe, en Grande-Bretagne et en Chine d’ici 2030, car les interdictions à venir sur les moteurs à combustion ne tiennent pas compte des économies d’essence ou de l’efficacité de la production. “Les politiques élaborent
des stratégies dans le vide” dit Herald Hendikse, un analyste du secteur automobile chez Morgan Stanley. Récemment, Bruxelles a proposé de nouvelles règles pour promouvoir les voitures électriques, en menaçant de sanctions financières les fabricants de voitures qui n’arriveront pas à réduire les émissions de gaz d’échappement de 30 % entre 2020 et 2030. Mais à l’heure actuelle, il n’existe aucun plan pour mettre en place des bilans des voitures électriques par cycle de vie, et cela ne devrait pas être le cas de sitôt.
L’injonction à la voiture électrique
L’industrie automobile est toujours incitée à produire des voitures électriques, au grand dam des dirigeants de cette industrie. Ils s’inquiètent car il n’y a pas encore suffisamment de connaissances sur les implications. “Nous passons d’une ère où la technologie était neutre à une ère de l’injonction à la voiture électrique” a déclaré Carlos Tavares, président du fabricant français de voitures PSA, lors du Salon automobile de Francfort en septembre. “Donc, d’ici 20 ou 30 ans, si des questions de santé ou de sécurité se posent, ce sera entre les mains des gouvernements. Si problèmes il y a, la responsabilité sera entre leurs mains.” Les études sur les cycles de vie des voitures montrent que l’idée même du zéro émissions est fausse, tout au moins pour l’instant. La fabrication et la recharge des batteries au lithium-ion consomment encore trop d’énergie pour que l’on considère que leur impact sur l’environnement est nul. Cependant, les nombreuses études montrent bien que les voitures électriques sont plus écologiques que les voitures à combustion, à moteur égal, et que cet écart ne cesse d’augmenter chaque année. D’après l’Union of concerned scientists (Union des scientifiques vigilants),g), une voiture électrique q typique aux États-Unis produit déjà moitié moins d’émissions de carbone qu’une voiture normale sur tout un cycle de vie. Au fur et à mesure que les énergies renouvelables comme le solaire ou l’éolien remplaceront le charbon dans la production d’énergie, les réductions seront encore plus
importantes. “Elles sont bonnes aujourd’hui et
seront encore meilleures demain” dit Don Anair, un chercheur de l’USC. Les études des fabricants de voitures vont aussi dans ce sens. Une étude de Volkswagen montre que sa Golf électrique réduit les émissions de 26 % par rapport à une Golf classique si elle roule avec de l’électricité européenne. Si cette même voiture roulait avec une batterie chargée avec une énergie renouvelable, elle ne produirait que 9,7 tonnes de carbone durant tout son cycle de vie, soit une réduction de 61 %. Daimler a évalué que la Mercedes Classe B électrique, une voiture plus grosse, réduit les émissions de 24 % par rapport à la Classe B à essence, et ce avec de l’électricité européenne. Chargée avec une énergie renouvelable, elle réduirait les émissions de 64 %, avec un total de 11 tonnes. Jessika Trancik, professeur d’études énergétiques au MIT, a compilé des données sur des dizaines de voitures. Ces données montrent que les voitures électriques produisent moins d’émissions au cours de leur cycle de vie que les voitures classiques de même poids, et cela reste le cas même lorsqu’il s’agit d’électricité tirée essentiellement d’énergies fossiles, comme c’est le cas en Pologne. “Dans les endroits où il y a une forte dépendance aux énergies à teneur élevée en carbone, comme le charbon par exemple, les voitures électriques n’offrent pas vraiment de bénéfices par rapport aux voitures hybrides”
dit-elle. “Mais toutes deux, hybrides et électriques, sont meilleures que les voitures classiques dans les lieux à émissions intensives.”
Grosses batteries, gros problèmes
L’absence de réglementations qui opéreraient une distinction entre les voitures électriques encourage de fait les fabricants de voitures à vendre des modèles avec les plus grosses batteries et la plus grande autonomie possible, ce qui peut sembler judicieux mais n’a plus rien à voir avec l’image propre que propose la voiture électrique, quand on sait la quantité de lithium et de cobalt utilisée dans la fabrication des batteries. Peter Mock, directeur général Europe pour le Conseil international sur le transport propre, juge que beaucoup de voitures électriques produites aujourd’hui ont une autonomie trop grande, et relève que la tendance est à des batteries encore plus grosses. La voiture électrique type vendue aujourd’hui offre une autonomie de 250 km, d’après EV Volumes, un fournisseur de données. Mais l’alliance Renault-Nissan-Mitsubishi a annoncé en septembre dernier son projet de produire 12 modèles électriques offrant au moins 600 km d’autonomie d’ici à 2022. “Pour 90 % des voitures, cela n’a aucun sens d’avoir des batteries aussi grosses” dit M. Mock. “C’est peut-être utile maintenant, dans une phase de transition… Mais rationnellement, cela n’a aucun sens. La plupart d’entre nous conduisons moins de 100 km par jour.” Pour M. Mock, les réglementations actuelles, en posant que toutes les batteries produisent zéro émission, créent un compromis : elles aident à mettre plus de voitures électriques sur les routes. Mais cela a un coût. Elles encouragent implicitement l’idée que plus une batterie est grosse, mieux c’est. Selon lui, les réglementations devraient traiter les voitures électriques comme l’électroménager, avec “un système d’étiquetage où l’on peut regarder combien d’électricité consomme un réfrigérateur” dit-il. “Pour les voitures, il n’y a rien de tel ; juste les émissions de CO2.”
La réduction de l’empreinte écologique ?
Politiquement, ce virage est compliqué à négocier. Dans l’Union européenne, les autorités de régulation en charge des émissions de carbone ont d’autres priorités que celles en charge de l’énergie. Toute tentative pour transférer la surveillance de ce secteur à une autre autorité causera probablement des frictions internes. Même sans incitations réglementaires, certains fabricants de voitures essaient de trouver des moyens d’atténuer leurs émissions tout au long du processus de fabrication et d’être aussi verts qu’ils le prétendent. La Gigafactory de Tesla, une usine géante de batteries située dans le Nevada, compte par exemple n’utiliser que de l’énergie solaire et éolienne dans toute sa chaîne de production. Son Pdg Elon Musk, assure que toutes les étapes “à forte consommation” se “déconnecteront petit à petit de l’électricité
classique” pour ne plus utiliser que de l’énergie solaire. Tout comme ses clients, qui chargeront leur voiture à la maison et qui pourront produire leur propre électricité grâce aux panneaux solaires Tesla. Ces
La taille de la batterie d’une voiture électrique classique doublera d’ici 2025, pour passer de 20 à 40 kWh
deux mesures feront taire ceux qui comparent les voitures électriques à des “voitures qui roulent au charbon”. Le châssis d’une BMW i3 est fait de fibres de carbone fabriqués à l’énergie hydroélectriqueyq dans l’État de Washington auxÉtatsg Unis. Elle est assemblée dans une usine à l’énergie éolienne à Leipzig, là où des sièges faits à partir de bouteilles recyclées et teintés par des colorants à base de feuilles d’oliviers, sont montés sur le chassis. L’intérieur des portes et le tableau de bord sont faits avec du kénaf (chanvre du Deccan) et du bois d’eucalyptus. Même la clé est fabriquée à partir de graines de ricin. D’après Trancik Lab, la i3 est actuellement la voiture la plus écologique, en termes de cycle de vie, disponible sur le marché. BMW déclare que la production de ce modèle utilise 20 % moins d’eau et 50 fois moins d’énergie qu’une BMW classique. Cependant, les efforts des constructeurs de voitures pour limiter les émissions dans la chaîne de fabrication ne pourront pas aller beaucoup plus loin. La dure réalité est que la fabrication de la batterie pèse plus lourd dans le bilan des émissions tout au long du cycle de vie, que tout ce que le constructeur de voitures peut faire pour les minimiser. Il y a une décennie, ce n’était pas vraiment un problème. Les analystes pouvaient tabler sur des voitures électriques de petite taille, comme la Smart Fortwo, qui pèse moins d’une tonne. Mais Tesla a rompu avec ces habitudes, avec son modèle S à intérieur spacieux qui peut peser jusqu’à 2 250 kg, notamment à cause d’une batterie gigantesque qui lui donne une très large autonomie. Il faut reconnaître à Tesla le mérite d’avoir accéléré le mouvement vers l’adoption des voitures électriques à batterie. Mais l’une des conséquences de cet engouement est que la taille de la batterie d’une voiture électrique classique doublera d’ici 2025, pour passer de 20 à 40 kWh, d’après la banque britannique d’investissement Liberum.
Mauvais bilan écologique et éthique des composants
Ces grandes batteries pourraient ternir l’image écologique des voitures électriques, même quand l’électricité proviendra de plus en plus des énergies renouvelables et sera de moins en moins dépendante du charbon. La faute aux bilans écologiques et éthiques très mauvais des métaux nécessaires, comme par exemple le cobalt, dont 60 % proviennent de la République démocratique du Congo. Les défenseurs des voitures électriques font remarquer que là où les moteurs à combustion ont eu cent ans pour se perfectionner, la recherche approfondie sur l’efficacité des batteries et la réduction de matériaux comme le cobalt ne font que commencer.
“L’économie et l’écologie travaillent main dans la main” dit Udo Hartmann, directeur de la protection environnementale chez
Daimler. “Nous verrons une réduction de 30 % de l’empreinte CO2 des batteries d’ici au début de la prochaine décennie. Et cette réduction se poursuivra.”
Morgan Stanley assure même
“qu’une future batterie sans cobalt” est possible, grâce aux progrès des matériaux cathodiques. Mais pour l’instant, en Chine, le plus grand marché automobile au monde, “la tendance est d’augmenter l’utilisation du cobalt dans les véhicules, les nouvelles réglementations privilégiant des batteries à forte densité énergétique”. Nico Meilhan, un analyste du secteur automobile et énergétique chez Frost & Sullivan à Paris, explique que les autorités de régulation ne devraient pas encourager cette course à la vente de voitures électriques avec des batteries de plus en plus grandes. “C’est une course, mais c’est une course très stupide. Ça ne va pas vers la bonne solution” dit-il. “Si vous passez de l’essence au cobalt et au lithium, vous n’avez pas vraiment résolu le problème, vous avez juste changé de problème.” Les autorités chargées de la réglementation devraient prendre en considération le poids de la voiture, en taxant les véhicules les plus lourds et en créant des incitations pour les plus petits modèles à la fois électriques et traditionnels. M. Meilhan fait remarquer que les petites voitures à essence qui pèsent juste 500 kg – comme les Ligier françaises ou les “voitures kei” très populaires au japon – émettent moins sur leur durée de vie qu’une voiture électrique de taille moyenne lorsqu’elles sont conduites en France, là où le nucléaire sans émissions de CO2 produit les trois-quarts de l’électricité consommée. “Si nous nous préoccupions réellement du CO2” ajoute-il, “nous réduirions la taille et le poids des voitures”.