The purpose of Electric Vehicles and Mobility is to help you, whatever your profile, your training or your country, find your own answers to questions such as: - Will electric vehicles be the last to be allowed in megalopolises in the 21st century? - Does the environmental gain from vehicle electrification justify heavy investment in charging infrastructure? - Are electric vehicles only for wealthy people in developed countries? This course will allow you to acquire elements from engineering science, sociology, environmental science, political science, economics, management science, in order to evaluate, analyze and implement the diffusion of electric vehicles where their use is relevant. This MOOC is the English version of Mobilités et véhicules électriques; in the lecture videos, the teachers speak in French, nevertheless their presentation is in English and English subtitles are available. Groupe Renault and ParisTech schools have been working together for almost 15 years on topics related to sustainable mobility. Together, they created two Master programs (Transport and Sustainable Development in 2004, Mobility and Electric Vehicles in 2010) and the Sustainable Mobility Institute Renault-ParisTech in 2009, to support ongoing changes. Electric Vehicles and Mobility is the result of this shared history and was developed from a course delivered within the Master Mobility and Electric Vehicles, led by Arts et Métiers ParisTech in partnership with Ensta ParisTech, Mines ParisTech and École des Ponts ParisTech.
Electric Vehicles as Part of New Mobility Services
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En provenance du cours de École des Ponts ParisTech
Electric Vehicles and Mobility
186 notes
À partir de la leçon
Chapter 7 – Electric Mobility, Connected Mobility, Autonomous Mobility
<p>In this chapter we will explore how the deployment of the electric vehicle is combined with other ongoing developments in the field of mobility, particularly in connection with the digital transformation of mobility systems.</p><p>We will begin with a discussion of the ongoing development of shared mobility services and the strengths and limitations of electric vehicles as regards their use in such services. We will then discuss the evolution of vehicle connectivity and explore the opportunities that it presents for the deployment of the electric vehicle. We will clarify the distinction among the different levels of vehicle automation through a video <em>Do you know that?</em>.</p><p>The course is enriched by an interview of an expert from Groupe Renault who discusses various examples of experiments with automated electric vehicles.</p><p>The graded assessment for chapters 7 and 8 will be found in the section following chapter 8.</p>
Rencontrer les enseignants
Émeric FORTINHead of the Master in Transport and Sustainable Development
Direction of Studies, École des Ponts ParisTech
Virginie BOUTUEILResearcher
LVMT (City Mobility Transport Lab), École des Ponts ParisTech
[MUSIQUE]
Cette vidéo fait suite à l'introduction
aux nouveaux services de mobilité proposée dans la vidéo précédente.
L'objectif de cette vidéo est double : il s'agit d'analyser la compatibilité
du véhicule électrique avec les services d'autopartage et de covoiturage
urbain d'une part, et de discuter des facteurs de succès potentiels du
déploiement de véhicules électriques dans le cadre de tels services d'autre part.
Les caractéristiques spécifiques du véhicule électrique en font un concurrent
potentiel du véhicule thermique, mais pas forcément favori pour le déploiement dans
le cadre des nouveaux services de mobilité, et notamment des modes
partagés urbains, tels que l'autopartage, en anglais car sharing, mode par lequel
plusieurs personnes partagent une voiture sur des trajets différents en temps
différé, ou le covoiturage, en anglais car pooling, mode par lequel plusieurs
personnes partagent une voiture sur le même trajet en temps simultané.
Je rappelle ici quelques unes de ses caractéristiques spécifiques évoquées dans
les cours précédents : une autonomie de batterie limitée, des coûts
d'investissement élevés dans le véhicule, la batterie, l'infrastructure de recharge,
des coûts à l'usage au contraire plutôt faibles, une contrainte forte d'accès à
l'infrastructure liée au besoin récurrent de la recharge,
des niveaux d'émission de polluants locaux très faibles à l'usage, une simplicité
et un confort de conduite liés à la boite automatique, à l'absence de vibrations,
à un bruit moteur réduit et à la performance en accélération dès les basses
vitesses et à la performance du freinage magnétique à récupération d'énergie,
un niveau de connectivité élevé permettant notamment de gérer la charge,
une relative diversité des standards de prises et modes de charges limitant
l'interopérabilité technique de la charge, une certaine diversité des technologies de
batteries offrant une marge d'adaptation au service, un déficit de popularité
auprès du grand public constituant un frein psychologique à l'usage.
Pour poser les bases de l'analyse de compatibilité du véhicule électrique
avec les services d'autopartage et de covoiturage urbains, je vous propose
un bref rappel des différentes modalités de service communément rencontrées,
à commencer par les différents services d'autopartage.
Tout d'abord,
on distingue généralement deux grandes familles de services d'autopartage,
selon que les véhicules doivent être restitués au point où ils ont été
empruntés, on parle alors d'autopartage en boucle, ou que les véhicules peuvent être
restitués en un point différent, on parle alors d'autopartage en trace directe.
Dans la famille des services d'autopartage en boucle, on distingue à
nouveau deux catégories de services, selon que les véhicules sont détenus et mis à
disposition du service par des particuliers, on parle alors d'autopartage
entre particuliers, ou qu'ils sont détenus par un opérateur public ou privé.
Dans la famille des services d'autopartage en trace directe,
on distingue également deux catégories de services selon que les véhicules sont mis
à disposition et restitués dans des stations bien identifiées,
ou qu'ils sont mis à disposition et restitués n'importe où à l'intérieur
d'aires de service identifiées, on parle alors d'autopartage en free-floating.
On peut également identifier plusieurs familles de services de
covoiturage : pour la longue distance ou les trajets quotidiens,
statiques ou dynamiques, avec ou sans infrastructures de rencontre,
mais ces caractéristiques revêtent une importance secondaire lorsqu'il s'agit de
discuter les atouts et écueils du véhicule électrique pour de tels services.
Si le covoiturage longue distance pose bien entendu
la question de l'autonomie et de la recharge en route et à destination,
il n'y a a priori pas d'écueil spécifique à l'utilisation de véhicules électriques
en covoiturage de proximité, sauf à envisager des détours significatifs pour
la prise en charge de nouveaux passagers à covoiturer,
ce que les services de covoiturage excluent ou permettent d'exclure.
On notera par ailleurs que pour ce qui concerne le covoiturage,
la faiblesse des coûts d'usage du véhicule électrique pourrait paradoxalement
réduire l'incitation pour les conducteurs de véhicules électriques à proposer
leurs services aux plateformes de covoiturage basant
la rémunération du trajet sur le principe de la participation aux coûts d'usage.
Sauf à ce qu'un barème unique de frais kilométriques soit mis en place pour les
véhicules électriques et les véhicules thermiques, la faiblesse des coûts d'usage
du véhicule électrique constitue a priori un frein à son usage en covoiturage.
Le niveau de connectivité élevé du véhicule électrique le prédispose
favorablement pour une intégration dans les services de covoiturage
les plus sophistiqués, notamment les services de covoiturage dynamiques,
en facilitant la proposition en temps réel d'opportunités de coivoiturage tenant
compte de la localisation,
le cas échéant de la destination renseignée dans le navigateur, etc.
Il faut toutefois préciser qu'un nombre croissant de véhicules thermiques présente
un niveau équivalent de connectivité.
Enfin, pour le passager du covoiturage, l'expérience du niveau de confort,
notamment sonore, du véhicule électrique peut constituer un atout,
sur courtes comme sur longues distances.
Aucun des facteurs ici listés ne semble toutefois pouvoir constituer un atout
décisif ou un inconvénient majeur à l'usage du véhicule dans le cadre de
services de covoiturage.
Parmi les caractéristiques du véhicule électrique lui conférant un désavantage
sur son concurrent thermique dans le cadre de services d'autopartage,
l'autonomie limitée et la contrainte récurrente de la recharge
doivent être considérées en priorité.
Les voitures en autopartage étant mutualisées entre plusieurs usagers,
elles connaissent un usage plus intensif que les véhicules particuliers.
L'intensité d'usage peut de ce point de vue être un argument en défaveur du
véhicule électrique si le risque existe que des usages consécutifs répétés
ne soient pas compatibles avec certains usages individuels ponctuels requérant une
forte autonomie, pour un aller-retour en zone périurbaine éloignée par exemple.
Ce risque est d'autant plus réel que les usagers des services
d'autopartage ne renseignent généralement pas à l'avance
leurs intentions d'usage et peuvent donc être dirigés vers des véhicules ne
présentant pas l'autonomie nécessaire à la réalisation de leur trajet souhaité.
En lien avec la problématique de l'autonomie limitée, la contrainte forte
d'accès à l'infrastructure liée au besoin récurrent de la recharge peut sembler
incompatible avec des modèles d'autopartage sans station, sauf à mettre
en place des processus de prise en charge par l'opérateur des véhicules devant être
rechargés, ou bien des incitations à l'usager pour procéder à la mise en charge
dans des infrastructures adaptées des véhicules arrivant en limite d'autonomie.
Les coûts élevés à l'investissement qu'engendre le choix du véhicule
électrique, qui incluent les coûts du véhicule, de la batterie et le cas échéant
de l'infrastructure de charge constituent un autre handicap du véhicule électrique
par rapport à son concurrent thermique, à type de véhicule équivalent.
Seule une capacité de l'opérateur à raisonner en TCO,
c'est-à-dire en coût total de possession sur l'ensemble de la durée d'usage, le
cas échéant par le truchement de contrats de services de location longue durée,
permettra de surmonter l'obstacle du surcoût en capital immobilisé.
Par ailleurs, le paysage des standards techniques autour des véhicules
électriques s'est aujourd'hui stabilisé autour d'un portefeuille,
en nombre certes limité, mais d'un portefeuille de standards de prises et
de modes de recharge : lente, accélérée, rapide.
Sur le plan technico-économique,
cette multiplicité des standards engendre des surcoûts d'investissement pour assurer
l'interopérabilité technique de la charge, et le choix de certaines technologies de
véhicules électriques peut exclure le recours à la charge accélérée ou rapide
pouvant venir en charge d'appoint pour l'autopartage.
Sur le plan cognitif et comportemental,
la multiplicité des standards entretient une méconnaissance de l'écosystème du
véhicule électrique et une perception probablement exagérée de sa complexité.
Plus généralement, le déficit de connaissances et de familiarité
du grand public à l'égard du véhicule électrique est de nature à freiner l'usage
d'un service d'autopartage qui s'appuierait sur ce type de véhicules.
Ainsi, si certaines caractéristiques spécifiques du véhicule
électrique semblent ne pas le prédisposer spécialement à l'usage en mode partager,
il semblerait toutefois qu'une amélioration de l'information
à disposition des parties prenantes, opérateurs et usagers potentiels des
services d'autopartage, soit de nature à favoriser l'intégration du véhicule
électrique dans les services d'autopartage.
Parmi les caractéristiques du véhicule électrique lui conférant
un avantage sur son concurrent thermique dans le cadre d'usages partagés,
la combinaison de faibles coûts d'usage et de coûts d'investissement élevés constitue
une incitation forte à la rentabilisation de l'investissement par un usage intensif,
que permettent d'envisager les modes partagés.
Cette combinaison est donc plus favorables à la mise en autopartage,
notamment mais pas uniquement entre particuliers, que la combinaison
de faibles coûts d'investissements et de coûts d'usage élevés,
qui caractérise le véhicule thermique.
Par ailleurs, bien que la technologie de batteries lithium-ion
soit aujourd'hui dominante sur le marché du véhicule électrique,
force est de constater qu'au moins une technologie alternative fait son chemin
sur le marché des services d'autopartage, la technologie lithium-métal polymère,
LMP, qui requiert le maintient en température de la batterie, et donc le
maintien en charge de la voiture hors des plages d'usage, fournit aux services
d'autopartage une alternative potentielle à la technologie lithium-ion, sous réserve
de pouvoir adosser le service à un réseau de bornes de charge en station.
Sur le plan de la conception technique, le niveau élevé de connectivité
du véhicule électrique, en lien notamment avec les besoins de gestion de sa charge,
le prédispose au suivi, par outils numériques interposés,
mis en place dans le cadre des services d'autopartage, avec géolocalisation,
information sur les stats de fonctionnement et l'état du véhicule, etc.
Sur le plan de l'utilisation, le véhicule électrique présente les atouts de la
simplicité et du confort de conduite liés à la boite automatique, à l'absence de
vibration, au moindre bruit moteur, à la performance d'accélération dès les basses
vitesses et à la performance du freinage magnétique à récupération d'énergie.
Ces caractéristiques peuvent jouer comme autant d'éléments positifs
dans l'expérience utilisateur.
Enfin, sur le plan des externalités, les niveaux réduits d'émission de polluants
locaux permis par l'usage d'un véhicule électrique, en lieu et place d'un véhicule
thermique, positionnent avantageusement le véhicule électrique pour un usage intensif
dans le cadre de services d'autopartage en milieu urbain, la question se posant
toutefois de la valorisation par l'opérateur auprès des pouvoirs publics
des gains environnementaux réalisés et, le cas échéant, de leur rétribution.
Si l'on se penche sur la pénétration effective des véhicules électriques dans
les services d'autopartage aujourd'hui en opération,
on constate que plus de 7 000 véhicules électriques sont d'ores et déjà
déployés par les trois plus grands opérateurs d'autopartage en trace directe.
L'opérateur BlueCarsharing,
filiale du groupe Bolloré, opère une flotte de 3 900 véhicules électriques
BlueCar du constructeur Bolloré sous la marque Autolib à Paris, et poursuit son
développement dans le monde avec 6 villes à son actif et 4 700 BlueCar au total.
Le recours à la technologie de batteries lithium-métal polyère,
qui exige le maintien en charge du véhicule hors plages d'usage,
et donc le recours à une infrastructures de charge étoffée en station confère une
autonomie élevée, de l'ordre de 250 km, aux véhicules de ces services.
L'opérateur DriveNow, filiale du groupe BMW, a intégré plus de 800 véhicule
électriques i3 du constructeur BMW dans 8 de ses 10 flottes d'autopartage en Europe,
dont 400 dans un service 100 % électrique à Copenhague.
Enfin, l'opérateur Car2Go,
filiale du groupe Daimler et fort de près de 14000 véhicules en autopartage dans le
monde, a intégré près de 1400 véhicules électriques Smart ForTwo Electric Drive,
du constructeur Daimler, dans trois de ses 26 flottes d'autopartage dans le monde,
dont 500 et 500 dans des services 100 % électriques à Stuttgart et Madrid,
et 350 dans un service 100 % électrique à Amsterdam.
En résumé, parmi les facteurs clés de succès du véhicule électrique en
autopartage, on identifie au premier plan la capacité de l'opérateur à capitaliser
sur la connectivité du véhicule pour optimiser la gestion de son service, ainsi
que sa capacité à mettre en cohérence ses choix techniques de véhicules,
de batteries, et ses choix opérationnels : d'exploitation en boucle ou en
trace directe, de déploiement ou non d'une infrastructure de charge dédiée, etc.
Par ailleurs, le véhicule électrique offrant la perspective d'externalités
positives, notamment en termes de qualité de l'air local,
la valorisation de ces extarnalités positives et leur juste prise en
compte dans des modèles d'affaires pérennes est un facteur clé
de succès sur le moyen terme du véhicule électrique en autopartage.
Enfin, pour améliorer les perspectives d'adoption du véhicule
électrique en autopartage, l'amélioration de la qualité et de la diffusion de
l'information sur les caractéristiques et les performances techniques,
économiques et de confort du véhicule électrique peut jouer un rôle crucial.
L'organisation du retour d'expériences sur les usages
existants du véhicule électrique en autopartage
peut constituer une voie d'amélioration de cette information.
Merci.
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