J’ai essayé ici de comparer 3 types de voitures particulières en termes d’énergie primaire ou nucléaire consommée. Nos voitures thermiques (VT) actuelles servent de référence pour évaluer l’impact de la voiture électrique (VE) et de la voiture à récupération et lissage d’énergie (VTRLE). Cette dernière voiture inclut la voiture hybride électrique mais aussi des VT utilisant d’autres moyens pour stocker provisoirement l’énergie de freinage ou l’énergie potentielle de gravité (accumulateur hydropneumatique, voire même ressorts…).
D’abord, rappelons les chiffres de l’énergie et les transports. Les données que j’utilise se trouvent en partie sur les sites suivants :
http://www.developpement-durable.gou...e/sommaire.htm
http://www.cnisf.org/biblioth_cnisf/...et_energie.pdf
Consommation d’électricité en France : 450 TWh dont 80% d’origine nucléaire
Consommation d’énergie pour les transports routiers en France : 43 Mtep dont 69% pour les voitures particulières, soit 29.5 Mtep.
Equivalence TEP : 1 Tep <> 42 Gjoules (PCI)
Ce sont des données de base sur lesquelles il y a peu à discuter.
J’ai également considéré les rendements suivants
- le rendement des moteurs à explosion des VT est de 30 % (mix des rendements entre essence et diesel. essence : 25% - diesel : 33%)
- Le rendement d’usage des VT: 70% (mix entre ville où les pertes sont de 50% et le plat à vitesse uniforme 90%)
- Le rendement d’une batterie (charge/décharge) est de 81% (90% pour la charge de la batterie batterie Li ion et 90% pour le chargeur)
- Le rendement d’un moteur électrique est de 90%
- Le rendement d’usage du VE: 90% (par exemple à cause des pertes dans les systèmes de récupération et de lissage de l’énergie)
- Le rendement d’usage des VTRLE: 90%
Comme on peut le voir, je distingue un rendement du moteur, supposé en situation optimale, et le rendement d’usage qui traduit la perte d’efficacité en situation de conduite réelle (freinage, pertes dans les systèmes de récupération). Ainsi par exemple, pour la VT, le rendement réel en conduite est de 0.3 x 0.7 = 21%. Bien sûr je sens que ces rendements vont être discutés…
J’ai également besoin du rendement de conversion de l’énergie primaire en électricité dans une centrale classique à énergie fossile. Je considère un rendement de 50%, ce qui est effectivement atteint dans les centrales modernes.
Allons-y !
Il faut d’abord évaluer l’énergie mécanique strictement utile à nos déplacements, à l’exclusion de celle perdue en freinages et non récupération de l’énergie potentielle de gravité.
Pour cela j’utilise l’énergie primaire consommée dans tous les moteurs de VT, en tenant compte des rendements de conversion en énergie mécanique :
43 10^6 x 0.69 x 42 x 10^9 x 0.3 x 0.7 / 3600 / 10^12 = 72.7 TWh
On peut noter que cette énergie mécanique nous permet des déplacements confortables et grisants d’un point à un autre. Il ne s’agit pas d’un mode de déplacement avec moteurs bridés…
On peut alors calculer aisément l’énergie électrique nécessaire pour produire cette énergie mécanique dans un parc équivalent de VE, tenant compte des différents rendements :
72.7 / 0.81 / 0.9 / 0.9 = 110.8 TWh
On peut tout de suite comparer cette énergie à la part d’électricité consommée, d’origine nucléaire, soit
110.8 / (450 x 0.8) = 31 %
Si on voulait produire cette électricité par des centrales classiques de rendement 50%, on devrait fournir 110.8 / 0.5 = 221 TWh d’énergie primaire, ce qui correspond à 19 MTep…. au lieu des 29.5 MTep nécessaires si on utilise l’énergie primaire directement dans les moteurs des voitures ! Le gain en énergie primaire est d’environ 31% par rapport au tout VT! Il n’y a pas de mystère : le rendement d’une centrale est supérieur à celui d’un moteur à explosion et la voiture électrique a un meilleur rendement d’usage grâce aux systèmes de récupération de l’énergie.
Si on suppose maintenant que l’on utilise des VTRLE (définition donnée au début), on bénéficie simplement d’un meilleur rendement d’usage Donc, dans ce cas on peut estimer à 29.5 x 0.7 / 0.9 = 23 MTep l’énergie primaire nécessaire. L’amélioration est de 22% par rapport au tout VT. C’est moins qu’avec le tout VE mais cependant notable.
Conclusion :
Si toutes les voitures particulières étaient électriques, l’énergie électrique consommée serait environ 31 % de la consommation actuelle d’électricité nucléaire.
Ce n’est pas négligeable surtout si on se donne comme objectif de sortir doucement du nucléaire. De plus, la technologie nucléaire n’est pas exportable dans tous les pays pour des raisons de sécurité et donc beaucoup continueront à rouler à l’énergie fossile.
Par contre, si on alimente les voitures en énergie électrique produite par des centrales classiques, mais modernes (50% de rendement), on fera des économies d’énergie fossile par rapport à la situation actuelle : 18.6 Mtep au lieu de 29.5 Mtep soit 36% d’économies.
Et de façon plus simple encore, avec des voitures à récupération et lissage de l’énergie (VRLE), on peut également améliorer la situation : 23 Mtep au lieu de 29.7 Mtep, soit une économie d’énergie fossile de 22%.
Qu’en pensez-vous ?
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