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La voiture électrique passée au crible de la soutenabilité

Aurélien Bigo
Aurélien Bigo
chercheur associé de la Chaire Énergie et Prospérité à l'Institut Louis Bachelier
En bref
  • Les ventes de voitures électriques ont considérablement augmenté en 2020, représentant 10 % des ventes sur l’année 2021. Mais elles ne représentent qu’un peu plus de 1 % du parc automobile français actuel.
  • En France, l’objectif de fin de vente des voitures thermiques est fixé pour l’instant à l’horizon 2040, tandis que l’UE devrait avancer cet objectif à 2035.
  • La voiture électrique permet, en France et dès aujourd’hui, de diviser par 3 les émissions de gaz à effet de serre, en comparaison avec une voiture thermique.
  • Contrairement aux véhicules thermiques, les émissions des véhicules électriques sont nulles à l’usage, et sont au contraire concentrées sur la production du véhicule et de l’énergie.
  • Les problématiques de congestion, d’accident ou encore de nuisance sonore sont également toujours présentes.

La voiture est le mode de trans­port le plus util­isé en France, représen­tant de l’ordre des deux tiers de nos mobil­ités1, en nom­bre de tra­jets, en temps de trans­port ou en kilo­mètres par­cou­rus. Elle représente aus­si une source impor­tante d’émissions de gaz à effet de serre, avec un peu plus de la moitié des émis­sions des trans­ports intérieurs (hors trans­ports inter­na­tionaux), soit 16 % des émis­sions en France2. L’automobile est donc un secteur majeur pour la lutte con­tre le réchauf­fe­ment climatique.

Ain­si, la voiture élec­trique est vue comme une solu­tion pour réduire l’impact envi­ron­nemen­tal des voitures, et se trou­ve soutenue par les pou­voirs publics, dévelop­pée par les con­struc­teurs et de plus en plus adop­tée par les usagers.

Même si les ventes de voitures élec­triques ont forte­ment aug­men­té depuis 2020, représen­tant 10 % des ventes3 sur l’année 2021, elles ne représen­tent qu’un peu plus de 1 % du parc auto­mo­bile français actuel. Les déci­sions poli­tiques vont tout de même dans le sens de cette crois­sance, qui devrait se pour­suiv­re. En France, l’objectif de fin de vente des voitures ther­miques est fixé pour l’instant à l’horizon 2040, tan­dis que l’UE devrait avancer cet objec­tif à 20354.

Pour juger si cette élec­tri­fi­ca­tion est une bonne nou­velle et nous mène vers une mobil­ité durable, il faut regarder ses avan­tages et incon­vénients sur plusieurs impacts envi­ron­nemen­taux, soci­aux et économiques des mobilités.

Une électrification indispensable aux objectifs climatiques

Con­traire­ment aux véhicules ther­miques, les émis­sions des véhicules élec­triques sont nulles à l’usage, et sont au con­traire con­cen­trées sur la pro­duc­tion du véhicule et de l’énergie. Ain­si la pro­duc­tion d’une bat­terie de voiture élec­trique demande des ressources minérales dont l’extraction a un impact envi­ron­nemen­tal indé­ni­able, et leur raf­fi­nage comme la pro­duc­tion de bat­ter­ies con­somme égale­ment de l’énergie. Sur la phase de pro­duc­tion du véhicule, l’électrique est plus émet­teur de gaz à effet de serre (en plus d’autres impacts envi­ron­nemen­taux) que le ther­mique, en rai­son de l’ajout de cette batterie.

C’est dans l’utilisation du véhicule que l’impact cli­ma­tique sera com­pen­sé, surtout pour les pays au mix élec­trique forte­ment décar­boné. En France, par­mi les pays les pays les mieux dotes sur ce dernier point, la voiture élec­trique per­met dès aujourd’hui de divis­er par 3 les émis­sions de gaz à effet de serre, en com­para­i­son avec une voiture ther­mique (selon les études, les hypothès­es de départ, ou encore le type de véhicule étudié, les émis­sions sont divisées d’un fac­teur de 2 à 5).

Bilan car­bone en analyse de cycle de vie en tCO2e de citadines et berlines ther­miques, hybrides recharge­ables et élec­triques en France, en 2016 et 2030 (FNH 20175). V2G : « vehi­cle-to-grid » en anglais, une tech­nolo­gie qui per­met la redis­tri­b­u­tion de l’énergie stock­ée dans la bat­terie vers le réseau élec­tron­ique6.

Alors que les autres car­bu­rants alter­nat­ifs au pét­role (hydrogène, biogaz, agro­car­bu­rants, ou car­bu­rants syn­thé­tiques) ne sont pas aus­si adap­tés aux véhicules légers, l’électrique est une solu­tion priv­ilégiée et même indis­pens­able à l’atteinte de nos objec­tifs cli­ma­tiques dans les trans­ports. Ain­si le rap­port du GIEC7 évoque dans le résumé aux décideurs que les « véhicules élec­triques ali­men­tés par de l’électricité bas-car­bone offrent le prin­ci­pal poten­tiel de décar­bon­a­tion des trans­ports ter­restres, en analyse de cycle de vie »8. Cepen­dant, même un fac­teur 3 sur les émis­sions n’est pas suff­isant, et néces­sit­erait d’être amélioré en se tour­nant vers des véhicules bien plus sobres, on y reviendra.

Des gains à relativiser sur la pollution atmosphérique

Au-delà du change­ment cli­ma­tique, un autre thème d’importance con­cerne la pol­lu­tion de l’air, qui impacte notre san­té. Les con­séquences san­i­taires en France9 sont dues prin­ci­pale­ment aux émis­sions de par­tic­ules fines (PM), devant les oxy­des d’azote (NOx) ou encore l’ozone (O3). Le secteur des trans­ports est plus ou moins struc­turant selon les pol­lu­ants10 : plus de 60 % pour les NOx et 17,5 % pour les PM2.5 (les par­tic­ules de diamètre inférieur à 2,5 µm), des pro­por­tions qui aug­mentent cepen­dant dans les zones les plus dens­es et notam­ment en bord de route où le trans­port routi­er représente plus de la moitié des par­tic­ules11, là où l’exposition des pop­u­la­tions peut être importante.

Jusqu’à main­tenant, les émis­sions à l’échappement ont été les prin­ci­pales sources de pol­lu­tion atmo­sphérique du trans­port routi­er. Des pro­grès impor­tants ont déjà été réal­isés sur ces points pour les véhicules neufs, et l’électrique résoudra com­plète­ment ce prob­lème aus­si bien pour les par­tic­ules fines que les NOx.

En revanche, à force de pro­grès sur les par­tic­ules fines à l’échappement, la part des par­tic­ules hors échappe­ment se trou­ve de plus en plus impor­tante, représen­tant 59 % des émis­sions de PM10 et 45 % de celles de PM2.512 en 2019 en France. Ces émis­sions cor­re­spon­dent à l’abrasion des freins, des pneus et de la chaussée, ain­si que la remise en sus­pen­sion de par­tic­ules fines déjà présentes sur les routes. Les véhicules élec­triques per­me­t­tent de réduire les émis­sions de par­tic­ules issues des freins grâce au freinage régénératif, mais les émis­sions sont plus fortes pour les par­tic­ules issues des pneus et de la chaussée, en rai­son de leur poids plus impor­tant. Au total, les émis­sions sont un peu plus faibles pour l’électrique, d’autant plus lorsque l’autonomie, et donc le poids du véhicule, est limitée.

Émis­sions de par­tic­ules fines à l’usage de voitures ther­miques et élec­triques (ADEME 202213)

De nom­breux impacts de la voiture trop sou­vent oubliés

Aus­si bien pour les émis­sions de gaz à effet de serre que de pol­lu­ants atmo­sphériques, la voiture élec­trique appa­raît donc plus favor­able que la voiture ther­mique, mais dans des pro­por­tions qui restent insuff­isantes et qui ne doivent pas mas­quer des niveaux d’émissions qui restent impor­tants, notam­ment en com­para­i­son avec d’autres modes de trans­port ou formes de mobil­ité plus sobres et plus vertueuses. C’est aus­si le cas sur d’autres impacts ou exter­nal­ités des trans­ports, sur lesquels la voiture élec­trique ne per­met pas de résoudre les prob­lèmes identifiés.

Comme pour la pol­lu­tion atmo­sphérique, la pol­lu­tion sonore, un fac­teur impor­tant de qual­ité de vie, se trou­ve dimin­uée par les véhicules élec­triques sans non plus dis­paraître. En effet, le bruit des véhicules ther­miques ne vient pas seule­ment du moteur, mais aus­si des frot­te­ments des pneus et des bruits aéro­dy­namiques, d’autant plus impor­tants lorsque la vitesse aug­mente, des sources de bruits qui ne seront pas mod­i­fiées par la voiture électrique.

D’autres prob­lé­ma­tiques liées à la voiture restent inchangées avec le pas­sage à l’électrique. Il s’agit notam­ment de la con­som­ma­tion d’espace de la voiture, sou­vent résumée aux prob­lé­ma­tiques de con­ges­tion, mais qui con­cerne aus­si la place en sta­tion­nement (en voirie, dans les bâti­ments et park­ings) et plus large­ment les infra­struc­tures de trans­port, entraî­nant arti­fi­cial­i­sa­tion des sols et impacts sur la bio­di­ver­sité. Les prob­lé­ma­tiques d’accidentologie restent égale­ment inchangées avec le pas­sage à l’électrique. La voiture est aus­si un mode inac­t­if, et l’inactivité physique et la séden­tar­ité sont une prob­lé­ma­tique de san­té publique majeure, bien que trop sou­vent oubliée, puisqu’elle ne con­cerne pas moins de 95 % de la pop­u­la­tion14.

La prob­lé­ma­tique d’inégalités d’accès à la mobil­ité, pour des raisons sociales ou ter­ri­to­ri­ales, peut être ren­for­cée ou réduite par le pas­sage à l’électrique, selon les cas. Avec un coût plus élevé à l’achat, au moins pour le moment, la dif­fu­sion de la voiture auprès des pop­u­la­tions les plus frag­iles finan­cière­ment est com­pliquée, mais les coûts d’usages sont ensuite bien plus faibles, pour un coût glob­al de pos­ses­sion qui reste impor­tant en com­para­i­son à l’usage des trans­ports col­lec­tifs, du cov­oiturage ou encore plus des mobil­ités actives, même si la non-motori­sa­tion peut néces­siter d’utiliser par­fois l’autopartage.

Enfin, sur les con­som­ma­tions de ressources et notam­ment de cer­tains métaux (lithi­um, cobalt, nick­el, cuiv­re, etc.), le véhicule élec­trique peut entraîn­er des ten­sions nou­velles par rap­port à la voiture ther­mique, en ter­mes de dif­fi­cultés d’approvisionnement et de volatil­ité des prix, de lim­i­ta­tion de cer­taines ressources ou de pol­lu­tions en lien avec leur exploitation.

Repenser les véhicules et la mobilité actuelle

Répon­dre con­join­te­ment à ces dif­férentes prob­lé­ma­tiques néces­sit­era donc d’aller au-delà d’un sim­ple pas­sage à l’électrique du parc de voitures — à sup­pos­er qu’il soit pos­si­ble de le réalis­er sans con­traintes majeures, d’autant que le parc mon­di­al de voitures est prévu à la hausse dans les prochaines décennies.

Il s’agit d’abord de revoir le dimen­sion­nement des voitures ou plus large­ment des véhicules util­isés, qui ne sont pas adap­tés aujourd’hui aux usages quo­ti­di­ens, c’est-à-dire à l’immense majorité des usages. Ain­si la voiture pos­sède générale­ment 5 places, peut aller jusqu’à 180 km/h, pèse de l’ordre de 1,3 tonne, alors que les usages les plus fréquents sont pour une seule per­son­ne, sur des routes lim­itées à 80 ou 90 km/h max­i­mum (plus rarement jusqu’à 130 km/h), pour des dis­tances de quelques kilo­mètres à quelques dizaines de kilomètres.

Ici aus­si, le risque est de con­tin­uer la course à l’autonomie pour les véhicules élec­triques, quand des autonomies de plusieurs cen­taines de kilo­mètres ne ser­vent qu’à quelques rares tra­jets par an, pour un sur­coût financier à l’achat et des impacts envi­ron­nemen­taux très sig­ni­fi­cat­ifs. Il faut donc dévelop­per à l’avenir des véhicules bien plus sobres, c’est-à-dire plus petits, légers, moins puis­sants et moins rapi­des, plus aéro­dy­namiques, avec une autonomie lim­itée… ce qui est à l’opposé des ten­dances actuelles, mar­quées par des véhicules élec­triques lourds (comme les SUVs) qui ne répon­dent à aucun des critères vertueux cités plus haut.

En élar­gis­sant le sujet, il s’agit plus glob­ale­ment de dévelop­per des véhicules inter­mé­di­aires entre le vélo et la voiture, qui vont du vélo à assis­tance élec­trique (VAE) à la mini-voiture (du type Renault Twizy ou Cit­roën Ami), en pas­sant par les vélos pli­ants, les vélos car­gos, les speed-ped­elecs (vélos assistés jusqu’à 45 km/h) ou encore les vélo­mo­biles (vélos couchés carénés). Ces véhicules per­me­t­tent d’étendre les pos­si­bil­ités du vélo clas­sique pour rem­plac­er la voiture, tout en ren­dant la mobil­ité élec­trique bien plus acces­si­ble et bien moins impac­tante en ter­mes d’émissions de gaz à effet de serre, de pol­lu­ants, ou encore de con­som­ma­tion de ressources et d’espace.

Véhicules inter­mé­di­aires, adap­té de15.

Plus glob­ale­ment encore, il faut aus­si revoir la place et les usages de la voiture dans la mobil­ité, en agis­sant sur les 5 leviers de la décar­bon­a­tion des mobil­ités, cités par la stratégie nationale bas-car­bone16, à savoir : la mod­éra­tion de la demande de trans­port, en retrou­vant davan­tage de prox­im­ité au quo­ti­di­en et en réduisant les plus longs tra­jets ; le report modal, en favorisant autant que pos­si­ble (et dans cet ordre) la marche, le vélo, le train, les bus et cars, bien avant la voiture et l’avion dont l’usage doit être réduit ; en amélio­rant le rem­plis­sage des véhicules, notam­ment avec le levi­er du cov­oiturage ; l’efficacité énergé­tique, qui con­cerne aus­si la réduc­tion de vitesse sur les routes, en plus des leviers de véhicules plus sobres et élec­tri­fiés déjà évo­qués ; et enfin la décar­bon­a­tion de l’énergie, en par­ti­c­uli­er par l’électrification pour les véhicules les plus légers, et aus­si l’hydrogène, le biogaz, les agro­car­bu­rants, ou les car­bu­rants syn­thé­tiques en com­plé­ment ou pour les autres modes plus dif­fi­ciles à électrifier.

Si la tech­nolo­gie et notam­ment ce dernier levi­er sont majeurs et indis­pens­ables, ils doivent être replacés à leur juste place dans la tran­si­tion, en tant que derniers leviers de décar­bon­a­tion, après les leviers précé­dents qui per­me­t­tent mieux de pren­dre les impacts des mobil­ités à la racine et donc de répon­dre pos­i­tive­ment à davan­tage d’enjeux de durabilité.

Pour ce qui con­cerne la voiture, l’électrique doit ain­si être encour­agé, car c’est la meilleure alter­na­tive pour se sépar­er du pét­role, mais cela ne peut être vu et envis­agé comme une unique solu­tion mir­a­cle… car elle ne l’est pas.

Pour aller plus loin

Les travaux de recherche d’Aurélien Bigo sont à retrou­ver sur cette page, avec notam­ment la par­tie sur les véhicules élec­triques en pages 270–275 de sa thèse.

1http://​www​.chair​-ener​gy​-pros​per​i​ty​.org/​p​u​b​l​i​c​a​t​i​o​n​s​/​t​r​a​v​a​i​l​-​d​e​-​t​h​e​s​e​-​d​e​c​a​r​b​o​n​e​r​-​t​r​a​n​s​p​o​r​t​s​-​d​i​c​i​-​2050/
2https://​www​.citepa​.org/​f​r​/​s​e​cten/
3https://​ccfa​.fr/​d​o​s​s​i​e​r​s​-​d​e​-​p​r​esse/
4https://www.actu-environnement.com/ae/news/industrie-automobile-phase-objectif-europeen-vehicules-zero-emission-2035–39657.php4
5https://​www​.fnh​.org/​q​u​e​l​l​e​-​c​o​n​t​r​i​b​u​t​i​o​n​-​d​u​-​v​e​h​i​c​u​l​e​-​e​l​e​c​t​r​i​q​u​e​-​a​-​l​a​-​t​r​a​n​s​i​t​i​o​n​-​e​n​e​r​g​e​t​ique/
6https://​www​.vir​ta​.glob​al/​f​r​/​v​e​h​i​c​l​e​-​t​o​-​g​r​i​d-v2g
7https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-working-group‑3/
8« Elec­tric vehi­cles pow­ered by low emis­sions elec­tric­i­ty offer the largest decar­bon­i­sa­tion poten­tial for land-based trans­port, on a life cycle basis (high con­fi­dence). »
9https://​www​.san​tepubliq​ue​france​.fr/​d​e​t​e​r​m​i​n​a​n​t​s​-​d​e​-​s​a​n​t​e​/​p​o​l​l​u​t​i​o​n​-​e​t​-​s​a​n​t​e​/​a​i​r​/​d​o​c​u​m​e​n​t​s​/​e​n​q​u​e​t​e​s​-​e​t​u​d​e​s​/​i​m​p​a​c​t​-​d​e​-​p​o​l​l​u​t​i​o​n​-​d​e​-​l​-​a​i​r​-​a​m​b​i​a​n​t​-​s​u​r​-​l​a​-​m​o​r​t​a​l​i​t​e​-​e​n​-​f​r​a​n​c​e​-​m​e​t​r​o​p​o​l​i​t​a​i​n​e​.​-​r​e​d​u​c​t​i​o​n​-​e​n​-​l​i​e​n​-​a​v​e​c​-​l​e​-​c​o​n​f​i​n​e​m​e​n​t​-​d​u​-​p​r​i​n​t​e​m​p​s​-​2​0​2​0​-​e​t​-​n​o​u​velle
10https://​www​.citepa​.org/​f​r​/​s​e​cten/
11https://​librairie​.ademe​.fr/​a​i​r​-​e​t​-​b​r​u​i​t​/​5​3​8​4​-​e​m​i​s​s​i​o​n​s​-​d​e​s​-​v​e​h​i​c​u​l​e​s​-​r​o​u​t​i​e​r​s​-​l​e​s​-​p​a​r​t​i​c​u​l​e​s​-​h​o​r​s​-​e​c​h​a​p​p​e​m​e​n​t​.html
12https://​librairie​.ademe​.fr/​a​i​r​-​e​t​-​b​r​u​i​t​/​5​3​8​4​-​e​m​i​s​s​i​o​n​s​-​d​e​s​-​v​e​h​i​c​u​l​e​s​-​r​o​u​t​i​e​r​s​-​l​e​s​-​p​a​r​t​i​c​u​l​e​s​-​h​o​r​s​-​e​c​h​a​p​p​e​m​e​n​t​.html
13https://​librairie​.ademe​.fr/​a​i​r​-​e​t​-​b​r​u​i​t​/​5​3​8​4​-​e​m​i​s​s​i​o​n​s​-​d​e​s​-​v​e​h​i​c​u​l​e​s​-​r​o​u​t​i​e​r​s​-​l​e​s​-​p​a​r​t​i​c​u​l​e​s​-​h​o​r​s​-​e​c​h​a​p​p​e​m​e​n​t​.html
14https://www.anses.fr/fr/content/manque‑d%E2%80%99activit%C3%A9-physique-et-exc%C3%A8s-de‑s%C3%A9dentarit%C3%A9-une-priorit%C3%A9-de-sant%C3%A9-publique
15https://​the​con​ver​sa​tion​.com/​m​a​l​u​s​-​p​o​i​d​s​-​e​m​i​s​s​i​o​n​s​-​d​e​-​c​o​-​i​n​t​e​r​e​s​s​o​n​s​-​n​o​u​s​-​e​n​f​i​n​-​a​u​x​-​v​e​h​i​c​u​l​e​s​-​i​n​t​e​r​m​e​d​i​a​i​r​e​s​-​1​48650
16https://​www​.ecolo​gie​.gouv​.fr/​s​t​r​a​t​e​g​i​e​-​n​a​t​i​o​n​a​l​e​-​b​a​s​-​c​a​r​b​o​n​e​-snbchttps://​www​.ecolo​gie​.gouv​.fr/​s​t​r​a​t​e​g​i​e​-​n​a​t​i​o​n​a​l​e​-​b​a​s​-​c​a​r​b​o​n​e​-snbc

Auteurs

Aurélien Bigo

Aurélien Bigo

chercheur associé de la Chaire Énergie et Prospérité à l'Institut Louis Bachelier

Aurélien Bigo travaille sur la transition énergétique dans les transports. Il a soutenu en 2020 sa thèse à l'Institut Polytechnique de Paris sur le sujet « Les transports face au défi de la transition énergétique. Explorations entre passé et avenir, technologie et sobriété, accélération et ralentissement ».

Ses travaux peuvent être consultés sur la page suivante de la Chaire Energie et Prospérité, dont il est chercheur associé : http://www.chair-energy-prosperity.org/publications/travail-de-these-decarboner-transports-dici-2050/