Le véhicule « grand public » dans le nouveau contexte énergétique Jean SYROTA Coordinateur : Philippe HIRTZMAN Janvier 2009 Réalisation : Philippe HIRTZMAN, Conseil général de l’énergie, de l’industrie et des technologies / Romain BEAUME, Ecole Polytechnique

1. Le contexte énergétique mondial (1) Un contexte inédit : À une situation déjà connue dans le passé… Croissance soutenue de la demande mondiale d’hydrocarbures Fragilité du contexte géopolitique des réserves pétrole + gaz … s’ajoute la prise de conscience du réchauffement climatique : Réduction des émissions de gaz à effet de serre (principalement CO2) Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

1. Le contexte énergétique mondial (2) Les remèdes doivent se situer à 2 niveaux : Niveau mondial : « facteur 2 » Pays industrialisés : « facteur 4 » (dont Europe) Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Émissions de CO2 rapportées au PNB en 2005 1. Le contexte énergétique mondial (3) LE PANORAMA ACTUEL : La France parmi les pays les plus vertueux, pour l’essentiel grâce à son mix de production d’électricité. Donc « facteur 4 » pour Europe = oui ; pour la France = non. Émissions de CO2 rapportées au PNB en 2005 Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

1. Le contexte énergétique mondial (4) Les ressources en pétrole : OPEP + CEI = 76 % Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

1. Le contexte énergétique mondial (5) Evolution du prix du baril de pétrole en F/€ constant et courant Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

1. Le contexte énergétique mondial (6) Les ressources en gaz naturel : OPEP + CEI = 81 % Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

2. Le secteur des transports en France (1) Contributions des différents secteurs aux émissions de CO2 Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

2. Le secteur des transports en France (2) Evolution des émissions par secteur d’activité Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

2. Le secteur des transports en France (3) Evolution des émissions de CO2 des transports Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

2. Le secteur des transports en France (4) Répartition des émissions de CO2 des transports Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

3. Le véhicule du futur (1) : Avantage des carburants liquides Densité énergétique des hydrocarbures liquides par rapport aux autres sources d’énergie Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

3. Le véhicule du futur (2) : Avantage des carburants liquides (suite) Comparaison des énergies massiques des couples électrochimiques et de l’essence Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

5. 3. Le véhicule du futur (3) : Rompre avec les habitudes acquises… Dans le cas de la France, une évolution stable sur longue période renouvellement du parc et « diésélisation » expliquent les progrès apparents Sur 40 ans aux Etats-Unis : un effet considérable – mais temporaire – du choc pétrolier depuis les années 1980, des progrès considérables mais invisibles, car alloués totalement à l’augmentation de la performance Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Une accélération inutilement élevée coûte très cher en consommation 3. Le véhicule du futur (4) : Diminution des performances dynamiques Une vitesse de pointe inutilement élevée coûte très cher en consommation Une accélération inutilement élevée coûte très cher en consommation Vouloir des performances inutilement élevées coûte particulièrement cher en ville en consommation et en pollution Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

3. Le véhicule du futur (5) : Diminution des performances dynamiques Exemple : écarts de {performance / consommation} au sein d’un même modèle pour différentes motorisations Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

3. Le véhicule du futur (6) : Diminution des performances dynamiques La réduction des performances dynamiques: un levier considérable pour augmenter la performance énergétique A modèle équivalent, augmenter de 10 km/h la vitesse maximale dégrade la performance énergétique de 0,2 à 0,4 l/100km (diesel) et de 0,2 à 0,6 l/100km (essence) en cycle mixte A modèle équivalent, augmenter de 1 seconde la performance sur 0 -100km/h dégrade la performance énergétique de 0,3 à 0,6 l/100km (diesel) et de 0,3 jusqu’à 1l/100km (essence) en cycle urbain Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

3. Le véhicule du futur (7) : des progrès techniques à réaliser sur tous les types de véhicules Des sources importantes de réduction de consommation et d’émissions polluantes (10-15 % ?) : conception des véhicules et organes auxiliaires Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

3. Le véhicule du futur (8) : des progrès à réaliser sur la conduite Un potentiel de réduction de 20 % de la consommation, grâce à une conduite adaptée : des dispositifs d’aide à la conduite un bon comportement du conducteur… Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

4. Les véhicules thermiques (1) Les moteurs thermiques : un potentiel de réduction de 30 à 40 % de la consommation par rapport à la situation actuelle De nombreux progrès, qui conduisent à une convergence essence-diesel : « downsizing » : réduction de consommation en conservant la même performance évolutions importantes des technologies de combustion meilleur pilotage des cycles de combustion Pour les véhicules thermiques, une meilleure gestion de l’électricité au sein du véhicule sera une source de réduction de consommation significative. Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

4. Les véhicules thermiques (2) Les gains possibles : Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Inconvénient majeur des véhicules thermiques : 4. Les véhicules thermiques (3) Inconvénient majeur des véhicules thermiques : source de moins en moins supportée de pollution atmosphérique et de bruit en ville Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

5. Les véhicules à gaz : des fausses pistes Gaz naturel (GNV) : apparemment peu adapté au cas de la France : Un marché européen du GNV globalement peu développé Des risques liés à l’installation de compresseurs chez les particuliers Bilan environnement : pas d’avantage décisif en termes de CO2 Nécessité d’investir très lourdement dans les stations service Air comprimé : vraisemblablement pas viable pour la propulsion de véhicules grand public Hydrogène : un carburant automobile utopique Problèmes de production : consommation d’énergie primaire, coût… Problèmes de sécurité insurmontables au niveau du grand public (stockage de l’hydrogène à 700 bars à bord du véhicule) Nécessité d’investir très lourdement dans les stations service. Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Avantages : 6. Le véhicule tout électrique (1) n’émet pas directement de gaz polluants peut avoir un bilan CO2 satisfaisant "du puits à la roue" (selon le mode de production d’électricité du pays) Comparaisons souvent utilisées, mais concernent des véhicules ayant des performances non comparables Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

6. Le véhicule tout électrique (2) Inconvénients : Des batteries aux performances encore insuffisantes fiabilité durée de vie temps de rechargement autonomie poids Des batteries trop coûteuses Nécessité d’équiper le territoire de prises de recharge ou de stations de transfert investissement très lourd problème de normalisation Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

6. Le véhicule tout électrique (3) Des développements importants prévisibles sur les batteries : Remplacement des technologies actuelles (Nickel-métal hydrure ? lithium-ion ?) Différentes voies possibles pour faire face au manque d’autonomie Focalisation sur flottes captives + véhicule urbain (circulation en centres-villes et dans les zones à restriction de trafic) Ajout d’un groupe électrogène ("hybride série") Conception de systèmes de charge rapide  Problèmes de normalisation Développement de systèmes d’échange rapide de batteries  Problèmes de normalisation Néanmoins trop de handicaps pour pouvoir se substituer massivement au véhicule thermique Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

7. L’hybridation thermique / électrique L’hybridation thermique / électrique réunit les avantages du thermique et de l’électrique sans en avoir les inconvénients les plus importants, des techniques variées permettant une « électrification » progressive Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

8. Les préconisations (1) : Des principes d’intervention dans un contexte inédit Un besoin de politique énergétique nouvelle par son ampleur et sa permanence en raison d’un contexte inédit caractérisé par : entrée dans une période de prix élevés de l’énergie nécessité d’une lutte durable contre le réchauffement climatique Les grands principes pour une intervention de l’Etat : L’information Pour justifier toute nouvelle politique, y faire adhérer les automobilistes et leur faire adopter un comportement mieux adapté au nouveau contexte L’exemplarité de l’Etat Pour montrer l’exemple en tant qu’acheteur et utilisateur de véhicules La réglementation Pour réduire la consommation des véhicules et leurs émissions, directement ou en limitant la vitesse, la circulation ou le stationnement La taxation Pour ajuster le prix des véhicules et celui de leurs sources d’énergie L’incitation financière Pour dissuader l’acquisition des véhicules les plus consommateurs, aider à l’acquisition des véhicules les plus performants Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

8. Les préconisations (2) : les principales mesures Conception des véhicules : Limitation dès 2012 à 120 g/km les émissions de CO2 des véhicules neufs et annonce d’une limite plus basse à l’horizon 2017 Harmonisation des vitesses limites sur autoroute à 130 km/heure pour toute l'Union européenne Obligation, dans un délai de 3 ans, de doter les véhicules neufs d’un dispositif de type « stop & start » (formalisation à voir) Détaxation de dispositifs d’assistance tels l’affichage consommation, le régulateur de vitesse… Information relative à la consommation et aux émissions des véhicules Modification des cycles d’homologation : prise en compte des auxiliaires (climatisation, éclairage…) Annualisation du système de bonus/malus et extension à l’ensemble des véhicules en circulation Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

8. Les préconisations (3) : les principales mesures (suite) Utilisation des véhicules Transformation de la TIPP en « taxe carbone » sur les émissions de CO2 du puits à la roue Autorisation des collectivités locales à adopter des péages urbains, des mesures d’interdiction de la circulation… Recherche publique (notamment PREDIT) Meilleure intégration de la dimension internationale et recentrage des interventions Incitation des partenariats entre grands groupes et réseaux de PME, laboratoires de recherche Focalisation sur l’amélioration des véhicules thermiques et l’introduction de l’électricité (conduisant à l’hybridation rechargeable) Augmentation de la part des travaux visant à une meilleure compréhension du comportement des automobilistes  Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

9. Énergie et véhicule : les grandes orientations Le moteur thermique à essence ou diesel, en constante évolution, a encore un bel avenir devant lui… Le véhicule tout électrique, qui a l’avantage de ne pas émettre directement de gaz polluants, souffre de trop de handicaps pour pouvoir prétendre se substituer massivement au véhicule thermique L’hybridation thermique/électrique représente un compromis séduisant Les véhicules à gaz (essentiellement GNV et hydrogène) ne paraissent pas offrir des perspectives pertinentes en France Les perspectives de progrès communs à tous types de véhicules sont réelles et attendent leur mise en œuvre.  Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES ANNEXES INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Les consommations mondiales en énergie Evolution des consommations mondiales en énergie depuis 1970 Les tendances  2025… Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Les ressources mondiales en énergie (prix) Evolution mondiale du prix de quelques énergies (1987-2005) Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Evolution du prix des carburants (France) Prix en euros Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Émission de CO2 par habitant en Europe en 1990 Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

La politique énergétique européenne Perspectives d’évolution des émissions CO2 par habitant (proposition pour l’UE) tonne CO2 / habitant 1990 2005 2050 (prospectives « facteur 4 ») (émissions CO2/habitant identiques pour UE) France 6,76 6,65 1,44 2,18 Allemagne 12,99 10,57 3,22 Royaume-Uni 10,31 9,26 2,17 Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Quelques éléments de contexte du parc automobile Une stagnation, voire même une réduction de la vitesse de renouvellement du parc………………………………………………………. Un temps de diffusion d’au moins 10 ans pour une innovation…………………………………………………. Une évolution du marché automobile (cas US) contraire à l’efficacité énergétique Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Evolution des performances dynamiques des véhicules Alourdissement et augmentation des performances dynamiques Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Les différents modes de stockage de l’énergie (1/2) Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009

Les différents modes de stockage de l’énergie (2/2) Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009