De nombreuses personnes pensent que le véhicule électrique n’est pas la solution pour la mobilité de demain car trop polluant pour certains, manque d’autonomie pour d’autres, coût d’achat élevé, etc.

Beaucoup se focalisent sur le C02 alors qu’il y a d’autres polluants qui sont nocifs pour la santé contrairement au CO2.

Le CO2

Selon une étude française réalisée par l’ONG Transport & Environnement, en Belgique, un véhicule électrique émet 65% en moins de CO2 sur son cycle de vie que le thermique.

Demain, la durabilité des véhicules électriques s’améliorera encore grâce aux progrès de la technologie des batteries et au fait que davantage de batteries sont réutilisées pour le stockage de l’électricité ou recyclées.

Même dans un pays utilisant de l’énergie sale pour générer son électricité, le véhicule électrique sera toujours plus propre que le véhicule thermique.

Cette étude, publiée en 2020 par l’ONG Transport & Environnement, évalue la pollution des véhicules électriques en fonction du mix-énergétique de chaque pays.

Les NOx, particules fines, …

On oublie souvent de parler des polluants comme le dioxyde d’azote (NOx), les particules fines (PM2.5 ou PM10), les hydrocarbures imbrûlés, le monoxyde de carbone et le benzène. Le moteur du véhicule électrique n’émet aucun polluant alors que le moteur thermique, en fonctionnement, émet des polluants constamment …
Mais comme pour tout type de véhicule, des particules fines sont émises par l’abrasion des pneus en mouvement. Les quantités de particules fines produites par les véhicules électriques sont légèrement inférieures à celles des véhicules thermiques.
Cependant, une solution existe afin d’éviter que les pneus émettent des particules fines dans l’air : la captation de particules qui permet de stocker ces dernières dans un boîtier situé près des pneus au niveau du sol pour éviter qu’elles se libèrent dans l’air.

Les véhicules thermiques, c’est-à-dire les véhicules à essence ou diesel, peuvent avoir des conséquences néfastes sur la santé en raison de leurs émissions de polluants atmosphériques.
Ils peuvent provoquer des problèmes de santé tels que de l’asthme, des allergies, des maladies cardiaques et pulmonaires, et même le cancer !
De plus, les émissions des véhicules thermiques contribue au changement climatique en augmentant les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Selon l’ICCT (International Council on Clean Transportation), chaque année, il y a environ un demi-million de décès prématurés dans le monde entier dus aux moteurs à combustion. Il s’agit d’une estimation et ces chiffres peuvent être bien plus élevés car il est difficile de donner un chiffre exact.
L’étude a estimé que les émissions de gaz d’échappement des véhicules thermiques ont causé environ 361 000 décès prématurés dans le monde en 2010 et environ 385 000 en 2015.
Les véhicules diesel routiers étaient responsables de près de la moitié des effets sur la santé de la pollution atmosphérique due aux véhicules dans le monde en 2015, et des deux tiers des effets en Inde, en France, en Allemagne et en Italie.
Le coût mondial de ces effets sur la santé imputables aux transports en 2010 et 2015 s’éleve à environ 1 000 milliards de dollars US.
Il est donc important d’arrêter d’utiliser ces véhicules polluants.

Cette étude, publiée en 2019 par l’ONG ICCT, évalue le nombre de morts prématurés liés à la pollution des véhicules thermiques par pays.

Chaque année, en Europe, ½ million de personnes décèdent prématurément de maladies causées par la pollution de l’air qui provient donc en partie des véhicules thermiques.
L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) estime que 7 millions de personnes décèdent chaque année dans le monde à cause de la pollution de l’air.

A savoir que les émissions du transport routier sont souvent plus nocives que les émissions d’autres sources car elles se produisent au niveau du sol et se trouvent le plus souvent dans les villes, proches de la population.

La batterie et le recyclage

Les batteries des véhicules électriques ont beaucoup évolué au fil du temps. Les principaux composants des batteries sont l’aluminium, le cuivre, le manganèse, le nickel, le cobalt et le lithium. Aujourd’hui, la plupart des voitures électriques utilisent des batteries au lithium, qui sont légères et offrent une bonne autonomie. Ces batteries stockent l’électricité et la redistribuent pour alimenter le moteur de la voiture. Les progrès technologiques continuent d’améliorer les performances des batteries pour les véhicules électriques, avec des projets en cours pour augmenter encore l’autonomie et réduire les temps de recharge. Dans les batteries au lithium, la batterie solide est le projet le plus prometteur. Elle utilise un matériau solide comme électrolyte au lieu d’un électrolyte liquide comme les batteries au lithium traditionnelles. Elle possède de nombreux avantages : elle est plus dense en énergie ce qui permet une plus grande autonomie, la recharge est plus rapide et la batterie a une durée de vie plus longue, elle est moins sensible à l’échauffement et presque ininflammable.

Métaux rares, cobalt et lithium sont sujets à de nombreuses critiques.
Pourtant il n’y a aucun métaux rares dans la batterie des véhicules électriques. Les anciennes batteries en contenaient mais la technologie a évolué.
Certains moteurs électriques peuvent en contenir (moteurs à aimants permanents) mais on peut s’en passer. Il faut également souligner que 26% des métaux/terres rares utilisés servent en tant que catalyseurs dans l’industrie pétrolière et les véhicules thermiques …
Ces métaux ne sont pas rares mais sont juste présents en petites quantités dans la roche d’où le nom.

En ce qui concerne le cobalt, il est de moins en moins présent voire inexistant dans les batteries notamment à cause du coût et du travail des enfants dans certaines mines (environ 10% des mines). Les batteries sans cobalt sont déjà présentes dans le marché automobile : la batterie LFP (lithium fer phosphate) chez Tesla par exemple.

Actuellement, le lithium est le métal le plus important dans un véhicule électrique. Il représente seulement 2% de la masse d’une batterie.
Il est aujourd’hui soit extrait à partir de la saumure qui est évaporée grâce au soleil (aucun produit chimique n’y est ajouté, donc pas de pollution; possible utilisation d’eau potable mais aucune preuve formelle) ou soit à partir de certains minerais riches en lithium (spodumènes).
La majorité du lithium utilisé dans le monde et dans les batteries proviennent de mines dans lesquelles la technique d’extraction ne nécessite pas de pompage d’eau.
Le lithium est principalement extrait en Australie, au Chili et en Chine mais également au Portugal (8ème pays contenant les plus grandes réserves de lithium). De nouveaux gisements sont découverts dans le monde et donc des projets d’extraction de lithium émergent de plus en plus. Selon les prévisions et en tenant compte de la croissance rapide du véhicule électrique, ses réserves sont estimées à plusieurs décennies, voire un siècle ou plus. A distinguer les «ressources» qui sont les quantités connues, des «réserves» qui sont les quantités commercialement exploitables. Mais le lithium peut être remplacé par un autre composant : batterie au sodium (déjà en production), batterie au graphène, magnésium (actuellement en développement).

Quant au recyclage, aujourd’hui, les batteries sont 95-98% recyclables ! Les métaux ne perdent pas leurs qualités et leurs propriétés. Ils peuvent être réutilisés à l’infini, être remis dans le circuit. Les différentes matières des batteries sont extraites, séparées et récupérées. L’usine de recyclage commercialise ensuite des poudres et lingots de nickel, cobalt, fer, manganèse, cuivre, aluminium, lithium, etc.

Il y a assez de métaux pour construire des véhicules électriques à grande échelle mais le recyclage est important.

Le moteur électrique

Ils existent 2 types de moteurs pour véhicules électriques :

  • Le moteur asynchrone ou induction : il ne nécessite pas d’aimants permanents pour fonctionner, mais utilise plutôt un champ magnétique créé par un courant alternatif dans des bobines de cuivre autour d’un rotor. Cela permet au moteur de fonctionner à une vitesse constante, ce qui est idéal pour la conduite en ville.
  • Le moteur synchrone ou sans balais : ils existent plusieurs types de moteurs synchrones. Le plus utilisé dans les véhicules électriques est le moteur à aimant permanent qui utilise des aimants permanents pour créer un champ magnétique autour du rotor. Cela permet au moteur de fonctionner plus efficacement à des vitesses élevées, mais il peut être plus coûteux et plus complexe à fabriquer que le moteur asynchrone.

Les métaux rares tels que le néodyme, le terbium et le dysprosium sont généralement utilisés dans les aimants des moteurs électriques synchrones à aimant permanent, qui représentent environ 80% des voitures électriques en circulation. Cependant, certaines entreprises automobiles comptent réduire leur utilisation de métaux rares en raison de préoccupations concernant la sécurité de l’approvisionnement, les fluctuations de prix et les dommages environnementaux dans la chaîne d’approvisionnement. En effet, Tesla a annoncé en 2023 qu’elle n’utiliserait plus de métaux rares dans ses moteurs électriques. Et en 2027, Renault va produire à grande échelle dans son usine en France un moteur électrique sans terres rares.

Autonomie, consommation et recharge

Aujourd’hui, on trouve de plus en plus de véhicules avec une autonomie entre 300 et +600km (WLTP).

Un trajet sur autoroute ne pose pas de problème à condition de regarder la consommation sur autoroute du véhicule (kWh/100km).
De plus en plus de véhicules possèdent une pompe à chaleur afin d’éviter d’utiliser la batterie pour se chauffer, etc.

Les bornes de recharge sont de plus en plus nombreuses et proposent des charges à haute puissance (jusqu’à 350 kW pour les voitures et jusqu’à 1000 kW pour les camions) de quoi recharger son véhicule en 20-30 minutes (10 à 80%). Le temps de recharge tend à diminuer au fil des années grâce aux nouvelles technologies de batteries. Des voitures électriques peuvent même déjà recharger (jusqu’à 600 kW) en 5-10 minutes (10 à 80%) en Chine ou la technologie des batteries est très avancée.

Prix

Les véhicules électriques sont de moins en moins chères grâce à une plus forte demande et à l’amélioration de la technologie (batteries, moteurs, etc.).

La recharge n’est pas chère et il faut très peu d’entretien.

Le véhicule le plus abordable (Dacia Spring) est disponible pour environ 15 000 € tout en ayant une autonomie correcte pour son gabarit (230km en mode mixte et 305km en mode urbain).

Quid de l’hydrogène ?

L’hydrogène présente malheureusement de nombreux inconvénients.

  • On trouve essentiellement l’hydrogène sous forme combinée et il faut donc le produire et sa production consomme énormément d’énergie.
  • Les pertes d’énergie jusqu’à son utilisation sont considérables : environ 70% de perte …
  • Sous forme gazeuse, il doit être comprimé à 700 bar et sous forme liquide, il doit être stocké à -253°C.
  • Il prend beaucoup de place à cause de sa faible densité
  • Il est hautement inflammable.
  • C’est très coûteux à produire et l’infrastructure à mettre en place aussi.

L’hydrogène est seulement utile pour produire de l’acier vert, de l’engrais

Rendement énergétique d’un véhicule électrique et à hydrogène.

Quid des véhicules au gaz et biofuel ?

Les carburants de synthèse peuvent être fabriqués à partir de la biomasse et/ou de l’hydrogène et du CO2 (malheureusement, la capture carbone ne permet de capter qu’une quantité très faible de CO2).

Mais les véhicules au gaz et biofuel polluent encore de manière trop importante (CO2, particules fines, oxydes d’azote, hydrocarbures imbrûlés, …). En effet, ces carburants sont brûlés dans les moteurs et libèrent donc des polluants (oxydes d’azote, particules cancérigènes, …). Ils ont aussi une dépendance vis-à-vis des combustibles fossiles, un impact sur les sources alimentaires, des coûts élevés pour l’infrastructure nécessaire et des coûts élevés pour le carburant (estimation de 3€/L, soit 200€ le plein pour les e-carburants en 2030), et une complexité accrue dans la production et la distribution du carburant.

La production de ces carburants de synthèse est complexe et très énergivore. Faire rouler une voiture avec du carburant de synthèse est près de cinq fois moins efficace que d’alimenter un véhicule électrique directement.

Depuis au moins 2017, les carburants synthétiques sont poussés par le lobby pétrolier pour tenter de faire ralentir le passage aux moteurs électriques propres.

Conclusion

Le véhicule électrique semble une évidence pour remplacer le véhicule thermique polluant vers une solution bien plus écologique et logique. D’un point de vue environnemental, d’efficacité et de faisabilité, le véhicule électrique est le plus conseillé. C’est la seule alternative permettant de régler les problèmes de santé et d’environnement de manière considérable.
Bien évidemment, pour avoir le véhicule le plus propre possible, il ne faut pas oublier aussi que la source d’énergie utilisée pour recharger son véhicule électrique, doit être la moins polluante possible comme le solaire, l’éolien et le nucléaire.
La technologie des batteries est en constante évolution et des progrès importants ont été réalisés ces dernières années pour améliorer les performances des batteries, réduire leur coût, prolonger leur durée de vie, etc. Bien qu’il puisse encore y avoir certains inconvénients actuellement, ils ne sont donc que temporaires puisque la technologie se développe.

Sources