ACV comparative des véhicules thermiques et électriques

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En provenance du cours de École des Ponts ParisTech

Mobilités et véhicules électriques

46 notes

École des Ponts ParisTech

Mobilités et véhicules électriques

46 notes

L’objectif de ce MOOC est d’aider ses apprenants, quel que soit leur profil, leur formation ou leur pays d’origine, à construire une réponse personnelle à des questions comme celles-ci : - Les voitures électriques seront-elles les dernières à circuler dans les métropoles du XXI° siècle ? - Le gain environnemental associé à l’électrification des véhicules justifie-t-il des investissements massifs dans les infrastructures de charge ? - Le véhicule électrique est-il réservé aux riches des pays du Nord ? Grâce à ce MOOC, les participants pourront acquérir des connaissances issues des sciences de l’ingénieur, de la sociologie, des sciences de l’environnement, de l’économie, de la géographie et des sciences politiques pour évaluer, analyser et mettre en œuvre le déploiement des véhicules électriques là où il est pertinent. Le Groupe Renault et les écoles de ParisTech collaborent depuis bientôt 15 ans sur des sujets liés à la mobilité durable. Ensemble, ils ont créé deux Masters (Transport et développement durable en 2004, Mobilité et véhicules électriques en 2010) et l’Institut de la Mobilité Durable (IMD), en 2009, pour accompagner les mutations en cours. Le MOOC Mobilités et véhicules électriques est issu de cette histoire commune et a été élaboré à partir d'un cours délivré au sein du Master Mobilités et Véhicules Électriques, piloté par Arts et Métiers ParisTech en partenariat avec Ensta ParisTech, Mines ParisTech et l’École des Ponts ParisTech. Ce cours est en français, cependant des sous-titres en anglais sont disponibles pour toutes les vidéos et vous pouvez écrire vos messages dans le forum en anglais si vous le désirez./ This course is given in French, nevertheless English subtitles are available for all videos and you can write your posts in the forum in English if desired.

À partir de la leçon

Chapitre 2 - Mobilités électriques et réduction de l'impact environnemental

<p>Dans ce chapitre, nous étudierons les enjeux des changements climatiques puis mènerons une analyse prospective quant aux évolutions des émissions de gaz à effet de serre tout au long du XXI° siècle. <br/>Nous examinerons ensuite le rôle des transports en termes de pollution locale de l'air et de bruit.<br/> Pour pouvoir déterminer la performance environnementale des différents types de véhicules, nous présenterons l'analyse de cycle de vie puis mobiliserons cette méthode pour comparer les performances des véhicules thermiques et électriques en termes de préservation de l'environnement local et global.</p><p>Le chapitre est constitué de 6 vidéos de cours et d'un <em>Point méthode</em> permettant de définir ce qu'est l'analyse de cycle de vie. Il est complété par un entretien avec un expert du groupe Renault pour traiter spécifiquement du sujet des batteries du point de vue de leur impact sur l'environnement. Il se conclut bien entendu par une évaluation sous forme de quiz. Cette évaluation ne porte que sur les vidéos de cours et est notée.</p>

Point méthode - L'analyse de cycle de vie3:01

ACV et bilan du puits à la roue (1/2)10:00

ACV et bilan du puits à la roue (2/2)9:11

ACV comparative des véhicules thermiques et électriques10:50

Rencontrer les enseignants

Virginie BOUTUEIL
Researcher
LVMT (City Mobility Transport Lab), École des Ponts ParisTech
Émeric FORTIN
Head of the Master in Transport and Sustainable Development
Direction of Studies, École des Ponts ParisTech

[MUSIQUE]

[MUSIQUE]

Dans cette vidéo, je vais vous parler de l'analyse de cycle de vie, ou ACV,

comparative de véhicules électriques et de véhicules thermiques.

Dans un contexte de changement climatique,

d'épuisement des ressources naturelles fossiles et minérales,

mais également de dégradation de la qualité de l'air en ville, le véhicule

électrique peut constituer une alternative intéressante au véhicule thermique.

C'est d'ailleurs ce que l'on observe depuis une dizaine d'années avec

l'émergence de toute une gamme de nouveaux véhicules proposés par les constructeurs

et également un train de mesures incitatives proposées

par les pouvoirs publics pour favoriser l'acquisition de véhicules électriques,

leur usage, et également la mise en place de bornes de recharge.

Dans ce contexte, il est légitime de se poser la question du bilan environnemental

global du véhicule électrique par rapport à celui du véhicule thermique.

En effet, si le véhicule électrique n'émet pas de pollution à l'usage, il faut bien

en amont produire les batteries et produire l'électricité pour l'alimenter.

L'analyse de cycle de vie est l'outil adapté pour comparer le

bilan environnemental global de deux produits dont la fonction est identique.

Je vais donc vous présenter les résultats d'une étude qui a été réalisée avec les

équipes en 2012 pour l'ADEME, l'agence française de l'environnement.

L'objectif de cette étude était de définir le domaine de pertinence

environnementale du véhicule électrique par rapport au véhicule thermique.

Alors, comme toute étude d'ACV, celle-ci s'articule en quatre étapes.

La définition des objectifs et du champ de l'étude, l'inventaire de cycle de vie,

l'évaluation des impacts et l'interprétation des résultats.

Elle a été réalisée conformément aux normes

ISO 14040 et 14044 relatives à l'ACV.

La suite de la présentation est articulée selon ces quatre étapes.

Je commence avec la méthodologie.

Dans un premier temps, on définit l'unité fonctionnelle, c'est-à-dire l'unité de

service à laquelle vont se rapporter tous les chiffres consolidés dans l'étude ACV.

Dans le cas présent,

l'unité de service est la mise à disposition d'un véhicule pour des trajets

de moins de 80 kilomètres par jour sur une durée de vie de 150 000 kilomètres.

Ce véhicule peut être soit un véhicule particulier,

soit un véhicule utilitaire léger.

Dans cette étude, nous avons considéré deux horizons temporels,

2012 et 2020, et nous avons pris en compte seulement la charge lente.

D'autres points méthodologiques concernent la définition des frontières du système.

Dans cette étude, nous avons pris en compte conformément à la

démarche d'analyse de cycle de vie toutes les étapes depuis l'extraction des

matières premières jusqu'à la fin de vie des véhicules et

également toute la mise à disposition des carburants et de l'électricité,

mais nous avons néanmoins laissé de côté les infrastructures de recharge,

donc la production des infrastructures de recharge ou de distribution du carburant.

Un autre point particulier relatif à cette étude,

c'est que du fait du manque de maturité du véhicule électrique,

nous ne disposons pas de suffisamment de retours d'expérience pour avoir

des données stables et solides, robustes dans le calcul de l'ACV,

en particulier sur tout ce qui concerne les batteries, leur densité,

leur durée de vie, également la consommation du véhicule,

est-ce qu'on va utiliser des auxiliaires comme le chauffage?

Cela peut avoir beaucoup d'impact sur les résultats, le type de conduite.

Donc, tous ces facteurs ont été identifiés au début de l'étude,

et vous verrez dans les résultats que nous avons mené des analyses d'incertitude

pour gérer cette particularité.

Un dernier point important à mentionner,

c'est que cette étude a été soumise à un panel international d'experts en ACV

pour une revue critique conformément aux exigences de la norme ISO 14040 sur l'ACV

puisqu'il s'agit d'une étude comparative destinée à être publiée.

Je commence maintenant avec la deuxième étape.

Il s'agit de l'inventaire de cycle de vie.

Nous avons collecté des données primaires, c'est-à-dire des données directement

issues des acteurs de la filière électrique et thermique.

En particulier, nous avons collecté des données auprès des constructeurs,

auprès des fournisseurs de batteries,

des énergéticiens et des acteurs de la fin de vie.

La troisième étape, c'est l'analyse d'impacts.

Donc, à partir de l'inventaire des flux entrants et sortants

dans le cycle de vie des véhicules électriques et thermiques,

nous avons calculé toute une série d'indicateurs d'impacts.

Il s'agit bien évidemment de la consommation d'énergie primaire totale,

de la contribution au changement climatique, de l'épuisement des ressources

minérales et fossiles, mais aussi de l'acidification atmosphérique,

du smog photochimique, de l'eutrophisation de l'eau,

et comme cette étude s'intéresse en particulier aux véhicules électriques,

nous avons également pris en compte des indicateurs qui ne sont pas

systématiquement calculés en ACV, mais qui faisaient sens pour cette étude,

en particulier les déchets et émissions ratioactifs,

et également la pollution atmosphérique locale et le bruit en phase d'usage.

Le premier résultat visible sur cette planche,

c'est que la contribution de la fabrication du véhicule électrique,

à la fois batterie et véhicule, représente une proportion beaucoup plus importante

de l'ensemble de l'impact sur le cycle de vie que la fabrication

du véhicule thermique par rapport au cycle de vie du véhicule thermique.

Cette valeur est d'environ 15 % dans le cas du véhicule thermique et de près

de 70 % dans le cas du véhicule électrique.

Une deuxième conclusion, c'est que la performance environnementale comparée du

véhicule électrique et du véhicule thermique varie selon l'impact considéré.

Sur ce graph qui représente la consommation d'énergie

totale sur l'ensemble du cycle de vie, on voit que la consommation du véhicule

électrique est à peu près équivalente à celle des véhicules thermiques.

Sur le suivant, qui représente la contribution à l'effet de serre,

on note un net avantage au véhicule électrique avec une réduction de près de

65 % des émissions de gaz à effet de serre par rapport aux véhicules thermiques.

Sur la troisième, enfin, qui représente la contribution à l'acidification

atmosphérique, la performance environnementale

du véhicule électrique est dégradée par rapport à celle du véhicule thermique.

On retient donc que les résultats dépendent très fortement

de l'impact considéré.

Une troisième conclusion qui est relativement intuitive est que le bilan

environnemental du véhicule électrique dépend très fortement du pays dans lequel

on utilise le véhicule, c'est-à-dire du mix électrique qui alimente le véhicule.

Sur cette planche, on voit le véhicule électrique utilisé

en France, en bleu, et le véhicule électrique utilisé en Allemagne, en rouge,

qui se positionnent par rapport en ocre et en brun à des véhicules thermiques.

Le véhicule utilisé en France est nettement plus performant du fait de la

part du nucléaire dans le mix français.

On a 75 % de nucléaire et 12 % d'hydroélectricité,

alors que dans le mix allemand, on a 44 % de charbon et 60 % de fossile.

La quatrième conclusion concerne la façon de mener les calculs.

J'ai indiqué dans la phase méthodologique que certaines données d'entrée

étaient incertaines du fait du manque de maturité du véhicule électrique.

En conséquence, nous n'avons pas calculé pour chaque résultat une valeur,

mais une plage de valeurs.

Donc, cela nous a conduit à reformuler les conclusions et à produire ce type

de graphs où l'on compare la performance environnementale du véhicule

électrique et thermique en fonction de la durée de vie.

On observe ici pour la création d'ozone photochimique qu'au-delà de

140 000 kilomètres, que ce soit en France ou en Allemagne,

on est dans un domaine favorable aux véhicules électriques.

Donc, cette planche consolide les résultats des

analyses pour les différents impacts.

En bleu apparaissent les impacts

pour lesquels le véhicule électrique est favorable, et on observe que

c'est seulement pour l'acidification atmosphérique que le véhicule électrique

en France présente un bilan défavorable par rapport au véhicule thermique.

A partir de ces résultats, nous avons été capables de formuler des recommandations.

La première consiste à privilégier une intensité d'usage du véhicule électrique

pour amortir l'impact de sa fabrication et de la production des batteries,

la deuxième consiste à alimenter le véhicule électrique avec une énergie

fortement décarbonée, et produite à partir de sources renouvelables,

un troisième concerne le recyclage des batteries qui va

permettre de limiter l'impact sur l'acidification atmosphérique,

et une quatrième recommandation concerne le fait de dédier

des zones spécifiques en ville à la mobilité électrique,

ce qui permettra d'actualiser le bénéfice en termes de bruit et de pollution locale.

Cette étude montre qu'à partir d'un bilan quantifié de tous les impacts

sur l'ensemble du cycle de vie du véhicule électrique et du véhicule thermique,

nous pouvons fonder une politique publique pertinente.

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