J'ai une voiture électrique, et je suis content

Bonjour tout le monde !

Pour une fois, je souhaite partager un article qui n'est pas technique, mais qui est une pure opinion, sur un sujet très tumultueux du moment : la grande gue-guerre entre les voitures thermiques et les voitures électriques, sujet sur lequel j'ai un avis bien tranché.
Je lis beaucoup d'articles sur le sujet, et c'est très amusant comme en fonction de l'auteur, on peut favoriser un point de vue ou un autre. Je vais donc essayer d'être objectif, car mon avis n'est nullement sponsorisé par un lobby ou une entreprise quelconque.
Allez, c'est parti !

La technique

Commençons par le début : quelle est la différence entre une voiture thermique et une voiture électrique ? Après tout, les deux roulent, sur des plages de vitesse équivalentes, et permettent donc de se rendre d'un point A à un point B, n'est-ce pas le premier objectif d'une voiture ?

 

Un moteur thermique, c'est quoi ?

Pour faire court : un moteur dit "thermique", ou "à explosion", fonctionne avec un liquide inflammable (essence, gasoil, fuel, biocarburant, alcool, ..). Ce liquide inflammable est échauffé (par une bougie électrique ou par compression), entre en combustion rapide, et explose. Cette explosion génère une expansion de gaz, qui est contenue dans une petite chambre, dont l'un des "murs" est une partie mobile : un piston. Ce piston va donc être poussé par l'explosion, et le mouvement de poussée va être transmis par différents mécanismes, pour finalement arriver aux roues.
Sur le principe, c'est simple non :)
La petite subtilité, c'est qu'une fois le piston poussé par l'explosion, il va falloir le ramener en position initiale, pour pouvoir recommencer, sinon le mouvement s'arrête là, et on ne va pas aller bien loin...
On ajoute donc d'autre pistons les uns à côté des autres, et on les synchronise : pendant que le 1er va se faire pousser, le second va se faire remettre en place par le mouvement du 1er. On a donc des explosions successives dans l'un puis dans l'autre. Pour fluidifier un peu le mouvement, on peut encore ajouter des pistons : dans les voitures "classiques", il y a 4 pistons. Si vous voulez comprendre un peu mieux, regardez les animations sur Wikipédia.
Du coup, tout ça commence à devenir un peu moins simple : il faut ajouter des pièces pour synchroniser le mouvement de chacun des pistons, faire entrer le carburant au bon moment, lancer les explosions, extraire les gaz de combustion; le tout en restant bien étanche, avec des liquides qui sont souvent corrosifs, et une explosion qui va générer beaucoup de chaleur (genre 600 °C), et donc dilater les pièces.

Un moteur électrique, c'est quoi ?

Dans un moteur électrique, pas de fluide : il faut un courant électrique, que l'on applique à des fils de cuivre enroulés en une grosse bobine. Le passage du courant dans cette boine va générer un champ magnétique. Au centre de la bobine, on place donc un aimant, monté sur un axe, et cet aimant va se mettre à tourner sous l'effet du champ magnétique. De la même manière, on transmet ce mouvement de rotation aux roues, et ça avance.
On peut également inverser le mouvement, en inversant le sens du courant dans la bobine. Le moteur peut alors freiner son mouvement, et tourner dans l'autre sens.

Et dans une voiture ?

Vous l'aurez compris, dans le cas précis d'une voiture, un moteur électrique est bien plus simple, puisqu'il génère directement un mouvement de rotation, contrairement au moteur à explosion, où il faut transformer l'explosion en mouvement de rotation. D'ailleurs, j'ai entendu dire que les premières voitures inventées avaient un moteur électrique, mais qu'ils avaient abandonné faute de pouvoir embarquer une source de courant sur la voiture. C'est clair qu'avec un fil qui pend, ça perd de son intérêt :)

L'autre problème c'est que le moteur à explosion fonctionne dans une plage de vitesses assez restreinte, et dans un seul sens. Il est aussi compliqué à démarrer puisqu'il faut initier le mouvement dans cette plage de vitesses. Sur les voitures modernes, tout cela est compensé par des mécanismes que l'on a ajouté autour :
* Boîte de vitesse, qui permet au véhicule d'avancer lentement, très vite ou en arrière, alors que le moteur tourne toujours à la même vitesse
* Boite automatique, qui permet de changer automatiquement les vitesses
* Embrayage, qui permet de rouler à très basse vitesse voire à l'arrêt, sans arrêter le moteur
* Démarreur, qui permet d'initier le mouvement du moteur pour le démarrer
* Batterie, pour faire tourner le démarreur
* Alternateur, pour recharger la batterie
* Circuit de refroidissement pour évacuer la chaleur

En pratique, ça marche très bien, et c'est même d'ailleurs un exploit d'ingénierie de faire fonctionner tous ces éléments de concert. Il faut dire aussi que vu le nombre de voitures produites chaque année, on a une expérience monstrueuse concernant ces moteurs et qu'ils se sont largement rôdés depuis 100 ans...
Pour autant, tous ces éléments ajoutent des sources de panne, et il n'est pas rare que notre voiture nous lâche, un matin on tourne la clé et ça ne marche pas, alors on fait un petit tour au garage pour changer telle ou telle pièce.

Pour un moteur électrique, il y a entre le moteur et les roues, un simple réducteur, ce qui est un peu comme une boîte de vitesse à un seul rapport, et qui ne change jamais. Le moteur électrique a l'avantage de pouvoir tourner très lentement ou très rapidement, et toujours avec le même couple (la même force). Et quand il est à l'arrêt, il suffit d'appliquer du courant pour qu'il reparte. Le moteur électrique a aussi un autre atout sympa : il peut fonctionner de manière inverse. C'est-à-dire que si on fait tourner l'axe avec l'aimant, cela va générer un courant dans la bobine, et donc produire de l'électricité. Quand notre voiture est lancée et qu'on relâche la pédale, l'inertie va faire tourner le moteur, et produire de l'électricité..
Du point de vue technique, le moteur électrique est donc très adapté en lui-même. D'ailleurs, quand on ouvre le capot d'une voiture électrique, c'est très épuré, il n'y a pas de tuyaux dans tous les sens, et il n'y a aucune pièce mécanique en mouvement visible... D'ailleurs, chez Tesla ils ont exploité ce concept à fond : le moteur est placé sous la voiture, directement entre les roues. Il y a donc très peu de transmission de mouvement, et toute la place à l'avant de la voiture peut être utilisée pour faire un 2nd coffre, ou ajouter de la batterie. Certains vélos/scooters électriques ont même un moteur directement intégré dans les roues.
Le vrai problème de ce moteur, ce n'est donc pas le moteur lui-même, mais sa source d'énergie : il faut pouvoir fournir du courant électrique, et préférablement sans fil :) or transmettre du courant sans fil, on ne sait pas encore trop faire. Il faut donc un système embarqué qui permet de générer le courant : batterie (qui est une grosse pile), pile à combustion (qui utilise un combustible, comme de l'hydrogène), moteur thermique (voiture hybride), moteur nucléaire (sous-marin), ..... La batterie se prête bien à un fonctionnement simple, mais il faut physiquement une très grosse batterie pour avoir une autonomie correcte, du moins avec nos connaissances actuelles.

Le coût

Achat

Les grands détracteurs des voitures électriques pointent souvent du doigt leur coût d'achat. Car c'est vrai, une voiture électrique coûte à l'achat beaucoup plus cher qu'un équivalent thermique. Dans mon cas, je viens de débourser 30 000 € pour une Nissan Leaf. Sachant qu'elle a pas mal d'options, un équivalent en thermique m'aurait coûté entre 15 000 et 20 000 €.

Entretien

Maintenant, si vous avez lu le début d'article, vous aurez compris qu'un moteur électrique est plus simple, et qu'il nécessite donc moins d'entretien qu'un moteur thermique. Sur une voiture thermique, on a pas mal de coûts d'entretien :
* Vidange et remplacement du filtre à huile
* Remplacement des filtres divers (air, gasoil)
* Remplacement des joints (dont le fameux joint de culasse, qui nécessite de démonter tout le moteur)
* Remplacement des plaquettes de frein
* Remplacement des pneus

Sur une électrique, c'est un peu différent :
* Remplacement des plaquettes de frein (qui s'usent beaucoup moins puisque le frein moteur beaucoup plus important permet de s'en servir très peu)
* Remplacement des pneus, qui doit être équivalent

Donc si vous faites le calcul, au bout de 10 ans l'entretien d'une voiture thermique représente un surcoût qui devient non négligeable...

La durée de vie

Le moteur thermique est soumis à beaucoup d'aggressions par rapport au moteur électrique :
* Corrosion due aux liquides internes
* Encrassement
* Fuites dues à l'usure des joints
* Vibrations constantes dues aux explosions répétées, qui usent les pièces plus rapidement (notamment les petites)
* Cycles de chauffe-refroidissement qui déforment et usent les pièces

Un moteur électrique qui n'a pas toutes ces contraites, peut donc théoriquement durer beaucoup plus longtemps qu'un thermique. Il est également plus facile à réparer, car il y a moins de pièces et est beaucoup plus facile à démonter.
Le fait est qu'on a assez peu de statistiques sur la durée de vie des voitures électriques, puisqu'elles sont très récentes. Mais certains gros rouleurs en Tesla rapportent avoir parcouru 400 000 km et leur voiture roule toujours nickel....
Du coup, à la louche, on peut dire sans trop se mouiller, qu'une voiture électrique peut durer 2 fois plus longtemps qu'une thermique. Donc si on la paye 2 fois plus chère à l'achat... Ça se tient, non ?
Là encore, le point noir semble être la batterie, qui avec le temps perd en longévité. Les dernières statistiques sur le sujet semblent plutôt rassurantes : une batterie Tesla perdrait en gros 8% de capacité après 160 000 km, et cette valeur a tendance à stagner ensuite.

Le plein

Allez, faisons quelques calculs : mon ancienne voiture (Fiat Grande Punto Diesel 2009) consomme pour mes déplacement quotidiens environ 5L/100, ce qui est assez peu puisque c'est une voiture plutôt petite. Le gasoil coûte actuellement environ 1.4€/L dans une station raisonnable, ce qui nous donne 7€/100km.

Maintenant, ce qui est sympa avec une électrique, c'est qu'on peut la recharger à la maison, en la branchant sur une prise standard. Ça n'est pas ultra rapide (environ 18h pour charger de 0 à 100% ma Leaf), mais ça suffit amplement pour le quotidien : je dois consommer 20% de batterie pour faire l'aller-retour au boulot, et je peux charger, sur les 8h d'heure creuse de la nuit, environ 46% de batterie. Donc tous les matins, je repars avec une voiture à 100%. J'envisage de mettre une prise plus rapide (puissance double) mais je verrai à l'usage si c'est vraiment nécessaire. Bref, je programme la charge pour démarrer à 0h00 et s'arrêter à 8h00, histoire de ne charger que sur les heures creuses.
Donc, la consommation de cette voiture étant d'environ 17,38KWh/100km, et le tarif d'électricité en heure creuse étant de 0,123€/KWh, cela nous donne un coût de 2,14€/100km.

Après il y un peu de variabilité : dans les stations de charge rapide, l'électricité est plus chère, et il m'arrivera peut-être occasionnellement de la charger sur les heures pleines. Arrondissons-donc à la louche à 3€/100km.

Si on fait 20 000 km/an, ça fait donc 1400€ en thermique, et 600€ en électrique, soit un gain de 800€ par an. Je vous laisse compter sur 10 ans, en considérant que l'augmentation des carburants suive celle de l'électricité...

L'écologie

Parce que oui, la voiture électrique, c'est d'abord une motivation écologique. Et de ce côté-là, on entend tout et son contraire. Alors je vous donne mon point de vue :

Une voiture thermique, ça pollue ?

Eh bien oui, ça pollue de plusieurs manières : à la fabrication, il faut extaire des matériaux , les raffiner, les transporter, les travailler pour finalement fabriquer les pièces et constituer la voiture.

À l'entretien : chaque fois que l'on remplace un filtre, un joint, une pièce quelconque, c'est la même chose; un filtre à gasoil ne pousse pas sur un arbre même si c'est du consommable...

À l'usage : et c'est bien là le pire : l'explosion du combustible dégage des gaz toxiques et à effet de serre, ainsi que des micro-particules et des nano-particules qui viennent se coincer dans nos poumons... Miam !

Pour fabriquer le carburant : et oui, le gasoil, ça ne pleut pas du ciel ! Pour faire de l'essence, il faut creuser un gros trou, extraire le pétrole dans une nappe sous pression, puis le raffiner, et le transporter jusqu'à une jolie station service. Je vous laisse calculer la quantité d'énergie qu'il faut pour rendre disponible ce précieux liquide à la pompe. Sans oublier tous les effets secondaires : nappes de pétrole dans l'océan, dégradation du sous-sol qui peut générer des tremblements de terre, guerres pour le contrôle des zones stratégiques (la "guerre en Irak", ça vous dit quelque chose ?)

Une voiture électrique, ça pollue ?

Eh bien oui, une voiture électrique, ça pollue. Ça ne pousse pas dans un champ de fleurs cultivé par des licornes.

À la fabrication : pour fabriquer le chassis, le moteur et les accessoires, c'est à peu près la même chose que pour une thermique. La grosse différence vient encore de la batterie : les batteries actuelles sont constituées majoritairement de lithium, un métal qu'il faut également extraire massivement, transporter et raffiner. Et pour le moment, ce n'est pas toujours fait très proprement non plus.

À l'usage : ici tout dépend d'où provient votre électricité. Si vous êtes chez EDF, c'est majoritairement du nucléaire. Concernant le nucléaire, j'ai un avis mitigé : oui le nucléaire c'est dangereux, oui ça génère des déchets très encombrants, et oui il faut tendre vers une solution sans nucléaire. Pour autant, c'est toujours mieux qu'une centrale à charbon ou à fuel, qui génère tous les jours des tonnes de gaz et de particules qui sont directement nocives à l'homme. Me concernant, je suis abonné chez un fournisseur qui garantit une énergie d'origine 100% renouvelable, et qui pousse les solutions pour avoir à terme du 100% renouvelable pour tout le monde.
La prochaine étape dans ma démarche est d'installer chez moi une éolienne à haut rendement pour faire de l'auto-consommation, et ainsi réduire encore mes besoins. Qui sait, peut-être qu'un jour ma voiture roulera entièrement avec le vent breton :)

Le recyclage

Recycler une voiture, ça n'est pas évident. Les métaux du chassis ne doivent pas être trop attaqués, donc de ce côté ça doit bien se faire. Pour le moteur, c'est attaqué et encrassé dans tous les sens, donc à vrai dire je ne sais pas ce qu'on peut en tirer. Et je ne parle pas de tous les accessoires intérieurs : mousse des fauteuils, composants des cartes électroniques, ...

Sur l'électrique, là encore la batterie ajoute une contrainte : on ne sait pas actuellement recycler les batteries au lithium. Du coup, on les réutilise. Vu qu'en fin de vie, elles peuvent quand même stocker de l'énergie, elles peuvent encore largement servir. Sachant qu'avec la production d'énergie renouvelable, il y a une demande énorme pour le stockage. C'est un peu la différence entre le lithium et le pétrole : une fois du lithium extrait, il peut être utilisé dans une batterie pendant des 10aines d'années. Le pétrole, une fois extrait, est immédiatement brûlé, et il faut en extraire à nouveau. Le pétrole est un consommable, alors que la batterie est un produit.

Au final

Au final, toutes les activités humaines polluent. Qu'on ait une voiture thermique ou une électrique, on ne peut pas avoir une empreinte qui soit 100% neutre. La grande différence, c'est qu'avec les thermiques on arrive au bout de ce qu'on peut faire : la consommation des voiture diminue mais arrive à un plateau. On peut utiliser des biocarburants, mais qu'est-ce qu'ils rejettent ? La voiture électrique répond au moins au problème immédiat de la pollution de l'air, qui devient assez critique. Je vous rappelle qu'on arrive quand même à faire monter le niveau des mers, ce qui serait un bel exploit, s'il était volontaire et souhaitable... À l'heure où l'on se pose la question de comment terraformer une autre planète, on pourrait déjà apprendre à conserver la nôtre...
Le fait est que la qualité de l'air est un sujet qui me touche beaucoup, puisque j'étais fortement asthmatique quand j'étais enfant. Donc quand je vois une fumée noire épaisse sortir d'un pot d'échappement, je retiens ma respiration et je me dis que tout ça part dans l'air et finira par nous retomber dessus un jour...

Le futur

Je lis tous les jours des sujets de recherche qui concernent la production et le stockage d'électricité. C'est un domaine en pleine révolution, et j'ai bon espoir que d'ici 10 ou 20 ans on sache faire des batteries beaucoup plus efficaces, et les alimenter de manière plus propre. Il y a énormément à faire, contrairement aux moteurs thermiques qui arrivent au bout de leur technologie. Alors oui, il faut essuyer quelques plâtres : les voitures électriques actuelles ne sont pas parfaites, ne sont pas 100% écolos, mais elles tendent à l'être, et pour avancer il faut en fabriquer, les éprouver, les améliorer. Ce que l'on fait depuis 100 ans avec les voitures thermiques, qui à l'époque étaient tout sauf pratiques...

La conduite

Et enfin, un dernier point annexe qui parlera aux amateurs de conduite, ou à ceux qui font beaucoup de route : dans une voiture électrique, il n'y a pas de boîte de vitesse, pas de vibrations, pas de bruit, et une accélération puissante et constante. C'est un vrai plaisir à conduire, c'est très relaxant et agréable, et j'irais même jusqu'à dire que c'est plus sûr, parce qu'il n'y a plus à gérer l'embrayage et le passage des vitesses. L'accélérateur accélère, et le frein ralentit, point. Peu importe la vitesse ou le régime moteur, on ne câle pas, on ne broute pas, on ne rate pas son passage de vitesse en pleine insertion dans un rond-point blindé (ce qui m'arrivait au moins une fois par semaine). De fait, on peut se concentrer sur la route et les autres voitures, et avoir une conduite plus sûre.
Et est-ce qu'on risque d'écraser des piétons qui ne nous auraient pas entendu ? Quand on est dans une métropole blindée, il y a un bruit ambiant énorme, donc ce n'est pas le moteur d'une voiture qui va nous la faire remarquer.. Sur la Leaf, elle émet un petit sifflement à basse vitesse pour qu'on la remarque, je ne sais pas si ça a une utilité. Si quelqu'un a des stats là-dessus, je suis preneur !

Conclusion

Vous l'aurez compris, j'adore les voitures électriques. Elles ont un potentiel énorme et d'ici 15 ans, tout le monde en sera convaincu :)

Quant aux constructeurs qui traînent des pieds, on doit remercier Tesla et Elon Musk d'avoir mis les pieds dans le plat et secoué le marché. Depuis l'annonce d'une Model 3 abordable, tout le monde commence à se rendre compte qu'il va falloir franchir le pas pour réussire à suivre, et les modèles commencent à fleurir, ce qui va nécéssairement tirer la qualité vers le haut et les prix vers le bas.

Longue vie aux voitures électriques !