Bilan et évolution des véhicules électriques Eco conception Bilan et évolution des véhicules électriques Alexandre LAURENT Thomas MONTANA Xavier MORIN

Sommaire I-Introduction II-Bilan III-Evolutions et perspectives -Méthodes actuelles de production de l’électricité -Impacts -de la production sur l’environnement -du véhicule électrique sur la distribution d’énergie -du véhicule électrique sur l’environnement -Pourquoi développer le véhicule électrique ? -Les technologies actuelles -Les raisons d’un échec III-Evolutions et perspectives -Transmission -Batterie -L’avenir en images IV-Conclusion

I-Introduction Actuellement: 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion Actuellement: Les transports dépendent à plus de 98 % des produits pétroliers et représentent 55 % de la consommation de pétrole  Fin des ressources pétrolières annoncées Recherche de nouvelles sources d’énergie pour les véhicules : Aujourd’hui, l’électricité apparait la meilleure alternative L'hydrogène demande encore des efforts R&D importants et pose des problèmes de production, de distribution et de stockage.

II-Bilan 1.Production d’électricité 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion II-Bilan 1.Production d’électricité On créé un circuit électrique en forçant les électrons des atomes à se déplacer d’un point à un autre. Pour cela, on utilise une source d’énergie qui peut être de l’eau, de la vapeur ou un gaz. La centrale thermique à flamme brûle des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel). - La centrale thermique nucléaire utilise le procédé de fission des atomes d’uranium. - La centrale hydraulique utilise la force de l’eau. - La centrale géothermique utilise l’eau qui est chauffée par la chaleur de la Terre. Les éoliennes utilisent la force du vent. - Les panneaux solaires, appelés panneaux photovoltaïques, transforment l’énergie du soleil en électricité. - La biomasse consiste à brûler des matières organiques végétales ou animales (déchets ménagers ou agricoles). - La pile à combustible fonctionne à l'inverse de l'électrolyse de l'eau. Elle transforme l'énergie chimique en énergie électrique.

II-Bilan 2.Impact environnemental-Production 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion II-Bilan 2.Impact environnemental-Production L’hydraulique produit 100 fois moins de CO2 que le charbon Le nucléaire produit 1,5 fois plus de CO2 que l’hydraulique Une filiale « tout éolien ou solaire » serait trop aléatoire et gigantesque Le bilan environnemental de la voiture électrique est avant tout le bilan de la filière électrique de chaque pays. L’Allemagne ou les USA produisent 50% de leur électricité avec du charbon. Le transfert des émissions des voitures traditionnelles vers des émissions des centrales électriques est-il rentable ?

II-Bilan 2.Impact sur la demande en énergie 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion II-Bilan 2.Impact sur la demande en énergie La voiture électrique ne participe pas fondamentalement à une augmentation de la capacité totale de production d’énergie. Au contraire, le véhicule électrique lisse la demande en énergie. Le transfert des émissions des voitures traditionnelles vers des émissions des centrales électriques est-il rentable ? En France, l'Ademe* prévoit qu'un million de véhicules électriques pourrait se recharger entre minuit et 7h du matin avec les ressources actuelles. Les recharges rapides en journée seraient plus problématiques, car créant de forts appels de puissance sur le réseau. * Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie

II-Bilan 2.Impact de la voiture électrique 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion II-Bilan 2.Impact de la voiture électrique France : l'objectif est d'atteindre 2 millions de véhicules sur les routes à l'horizon 2020 soit 16 % du marché du neuf. Europe : "bilan carbone" d’une voiture électrique est proche des voitures thermiques récentes. Ce "bilan carbone" pourrait même devenir moins bon que celui des véhicules thermiques ou hybrides de dernière génération. En France la situation est différente car 90 % de notre électricité est produite avec très peu d’émissions de CO2. Exemple pour une voiture électrique qui consomme 25 kWh aux 100 km : - 292g de CO2/km (100% charbon) - 29g de CO2/km (France : 80% de nucléaire, 10% d'hydraulique et 10% de thermique à flamme)

II-Bilan 3.Pourquoi développer l’électrique ? 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion II-Bilan 3.Pourquoi développer l’électrique ? Faible coût de recharge : 2 Euros pour un "plein" de 25 kWh Rendement du moteur électrique : 80% ( à peine 30 % pour le thermique) Attention au rendement du « puits à la roue » : 15 % pour le thermique 30 % pour l’électrique Centralisation de la pollution et des émissions de CO2 Développer une construction propre de ces véhicules : Matériaux recyclables En 2007 en France, sur les 2 millions de véhicules neufs vendus : - 7.000 hybrides - 2.900 roulaient au gaz de pétrole liquéfié, - 475 au gaz naturel véhicule - 6 au tout électrique !

II-Bilan 4.Le véhicule électrique en 2010 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion Catégorie citadine : Peugeot ION Autonomie : 130 km P. moteur électrique : 47 kW (64 ch) Vitesse maxi : 130 km/h Poids : 1080 kg Recharge : 6h Peugeot 206 Consommation : 5.8 L / 100 km P. moteur thermique : 90 ch Vitesse maxi : 190 km/h Poids : 1095 kg Cycle normalisé européen Représente une image de la situation de conduite européenne Vitesse en palier importante pour la ville Simulation sur banc à rouleaux

II-Bilan 4.Le véhicule électrique en 2010 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion II-Bilan 4.Le véhicule électrique en 2010 Catégorie sportive : Tesla Roadster Autonomie : 350 km P. moteur électrique : 185 kW (250 ch) Vitesse maxi : 200 km/h 0 à 100 km/h en 3.9 s Poids : 1250 kg Recharge : de 3h à 13h Lotus Elise Consommation : 8.2 L / 100 km P. moteur thermique : 192 ch Vitesse maxi : 220 km/h 0 à 100 km/h en 4.6 s Poids : 860 kg Record du monde (2009) : 386.7 km sans recharge (allure moyenne : 50 km/h)

-Le véhicule électrique en 2010 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion II-Bilan 4.Le véhicule électrique en 2010 Compétitions : Trophée Andros électrique 1ère édition 2009/2010 Compétition sur glace 8 sprint cars électriques Environ 1min d’écart sur la même course en non électrique Rallye Monte Carlo à Energie Alternative 1ère édition 2007 Une centaine de participants Classement sur le rapport consommation/performance/régularité Epreuves de distances, spéciales chronométrées, …

II-Bilan 5.Raisons d’un échec 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion II-Bilan 5.Raisons d’un échec Les consommateurs - Le prix Performances inférieures aux véhicules thermiques mais prix plus élevés - L’impact environnemental Peu présent dans les mentalités lors des précédents modèles - La communication Peu voir mauvaise communication autour des voitures électriques Les compagnies pétrolières - Détiennent le monopole dans la distribution de l’énergie L’arrivée d’alternatives réduirait leurs bénéfices - Des actions contre son développement Fausses associations de consommateurs, articles non justifiés, …

II-Bilan 5.Raisons d’un échec 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion II-Bilan 5.Raisons d’un échec Les constructeurs automobiles - Motivations d’ordre marketing Servent de support de communication à l’image de l’entreprise F1 = technique, Concept car = design, Electrique = environnement - Entretien réduit 75% du CA des constructeurs vient de l’entretien courant (vidange, bougie d’allumage, pot d’échappement, …) Les pouvoirs publics - Mesures trop faibles pour la création d’un marché de l’électrique - Décisions de lancement non adaptées

III-Evolutions et perspectives 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion 1.Transmission Intégration des moteurs électriques directement dans les roues Avantages: -Abaissement du centre de gravité  meilleur performance du châssis -Meilleur rendement car suppression d’une partie de la transmission (différentiel, cardans…) -Augmentation de la place disponible pour les batteries sur la partie châssis du véhicule Optimisation de l’autonomie

III-Evolutions et perspectives 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion 2. Batteries Utilisation de batterie lithium-polymère (lipo) Premier avantage -A capacité équivalente, l’accumulateur lipo pèse environ un tiers de moins qu’un accumulateur NIMH  réduction du poids du véhicule (qui reste néanmoins supérieur au véhicule thermique)

III-Evolutions et perspectives 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion 2.Batteries Source: Objectif terre Type Densité massique en Wh/kg Tension d'un élément Autodécharge par mois Ni-MH 60 - 110 1,2 V > 30 % Li-Po 100 - 130 3,7 V 10 % Source: Wikipédia Deuxième avantage -L’effet mémoire est réduit de 20%  possibilité de charger la batterie quelle que soit l’état de décharge

III-Evolutions et perspectives 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion 2.Batteries Grâce à l’intégration de ces nouvelles technologie de batterie, l’autonomie des prochaines génération de véhicules électriques devient comparable à celle d’un véhicule thermique Record du monde : 501km sans recharge Record réalisé lors du « Global green challenge » en Australie

III-Evolutions et perspectives 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion 2.Batteries De plus, ces batteries sont en partie RECYCLABLES par hydrométallurgie Source: Recupyl A l’avenir, la technologie de batteries Li-Fe (lithium fer) permettra d’augmenter encore légèrement la capacité des accumulateurs et surtout d’accroître la sécurité de celles-ci (aucun risque d’auto-inflamation)

III-Evolutions et perspectives 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion 2.Batteries Deux stratégies sont actuellement étudiées pour finaliser l’intégration du véhicule électrique en France: 1- Le développement du processus de charge des batteries Actuellement, les prototypes d’accumulateurs les plus perfectionnés sont rechargeables en 6 à 8h et en 30 minutes sous 400v et 63A (prototype) 2- La création d’un réseau de « stations électriques » Il sera ainsi possible de changer en quelques minutes la batterie du véhicule et repartir pour plusieurs centaine de kilomètres (technologie de batteries amovibles obligatoires…)

III-Evolutions et perspectives 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion 3.L’avenir en Image Renault Tesla Date de sortie en France: 2012 Puissance : 95cv Autonomie annoncée: 160 km Date de sortie au Etats-Unis : fin 2011 Vitesse maximum : 210 km Autonomie annoncée: 180, 320 ou 480 km selon la batterie choisit

Conclusion 1-Introduction 2-Bilan -Production -Impacts -Pourquoi l’électrique? -Le véhicule électrique en 2010 -Raisons d’un échec 3-Evolutions & perspectives -Transmissions -Batteries -L’avenir en images 4-Conclusion Le véhicule électrique ne peut actuellement pas être 100% propre Le véhicule électrique est une solution alternative intéressantes en milieu urbain et péri-urbain, et pourraient favorablement jouer le rôle de deuxième véhicule dans un foyer. L’intérêt environnemental de la voiture électrique sera ainsi fonction : du combustible et du rendement de la production et de la distribution d’électricité. 50% de rendement est une bonne valeur : cela revient à dire que l’on « perd  » 50% de l’énergie primaire utilisée (gaz, charbon, nucléaire...) quand on la transforme en courant. de la façon dont est produit le véhicule, notamment son coût énergétique   - de l’efficacité du véhicule en lui-même.

Merci de votre attention