Voiture électrique

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Une voiture électrique est une automobile mue par un ou plusieurs moteurs électriques.

La source d'électricité pour les moteurs était à l'origine une batterie d'accumulateurs. Aujourd'hui on peut distinguer plusieurs types de véhicules électriques suivant la source de courant électrique :

  • les véhicules avec batteries d'accumulateurs devant être rechargées régulièrement sur des bornes spécifiques ;
  • les véhicules utilisant une pile à combustible pour la fourniture d'énergie électrique, un approvisionnement en hydrogène ou autre réducteur est nécessaire ;
  • les automobiles munie de panneaux solaires, le rayonnement du soleil leur permet de produire leur électricité, elles sont autonomes tant qu'il y a assez de soleil ;
  • Les voitures associant plusieurs des systèmes précédents.
Thomas Edison inspectant une voiture électrique en 1913.

Sommaire

[modifier] Historique

Le premier véhicule électrique, un train miniature[1], est construit par Thomas Davenport en 1834. En 1835, Sibrandus Stratingh met au point une voiture électrique expérimentale à échelle réduite [2]. D'autres prototypes de voitures électriques ont probablement été construits avant[3], mais il faudra attendre l'amélioration du fonctionnement des batteries par Gaston Plante en 1865 puis Camille Faure en 1881 pour que les voitures électriques prennent réellement leur essor[réf. nécessaire]. En novembre 1881, Gustave Trouvé présente une automobile électrique à l'Exposition internationale d'Électricité de Paris [4]. À la fin du XIXe siècle, trois modes de propulsion se partagent le marché naissant de la voiture automobile : le moteur à explosion ou « moteur à essence », le moteur électrique et le moteur à vapeur. La voiture électrique connaît un succès certain dans la dernière décennie du XIXe siècle, tant en Europe – et notamment en France[5] – qu'aux États-Unis[6]. Il s'agit principalement de flottes de taxis pour le service urbain, en lieu et place des fiacres et autres voitures de louages à cheval. Ces voitures étaient munies de batteries au plomb pesant plusieurs centaines de kilogrammes qui étaient rechargées la nuit dans des stations spécialisées. On compte également quelques véhicules marquants : c'est ainsi une voiture électrique, la Jamais Contente de l'ingénieur belge Camille Jenatzy, qui dépasse pour la première fois les 100 km/h en atteignant 105,88 km/h le 1er mai 1899.

L'automobile à essence a cependant fini par supplanter la voiture électrique. On retrouve aujourd'hui, dans l'explication de cet échec, les analyses divergentes des déterministes et des constructivistes[7]. Les uns affirment que la technologie de la voiture à essence doit son succès à sa supériorité économique et technique : la voiture à essence offre plus d'autonomie, est moins difficile à entretenir, etc[réf. nécessaire]. Les autres, moins nombreux, critiquent cette explication et affirment que le destin de ces technologies repose essentiellement sur des facteurs contingents. C'est dans un article de 1955[8] que John B. Rae propose une explication déterministe à l'échec de l'automobile électrique. Celle-ci ne serait victime que de ses défauts intrinsèques en comparaison des avantages de la technologie des voitures à essence, et il était inéluctable que ces dernières s'imposent. Rae explique que le développement de l'automobile électrique au début du siècle fut « une excroissance parasite de l'industrie automobile, et que sa disparition ne fut regrettée que par ceux qui avaient eu la malencontreuse idée d'y investir leur argent. »[8]. Depuis 1955, la plupart des historiens ont accepté l'explication de Rae[9], à l'exception de Rudi Volti[10], qui fut le premier à remettre en question la thèse du déterminisme[9]. Plusieurs sortes de raisons techniques et économiques étaient et sont encore avancées pour expliquer la supériorité intrinsèque de la voiture à essence[11]. Cependant, au début des années 2000, un ouvrage de David A. Kirsch[12] défend une perspective plus nuancée. Kirsch soutient en effet, en s'appuyant sur des travaux de sociologie et d'économie de l'innovation (notamment ceux de Paul A. David), que cette technologie aurait pu se développer dans des segments particuliers du marché automobile, notamment pour les flottes urbaines, si des facteurs contingents et sociaux ne s'y étaient pas opposés. D'autres auteurs[13], expliquent que la voiture électrique a échoué à cause de problèmes culturels plutôt que techniques.

La technologie de la voiture électrique a donc peut-être perdu une occasion, au début du siècle, de se constituer en industrie viable, au moins sur certains secteurs (pour le transport urbain). Quoi qu'il en soit, l'idée qu'elle reste une alternative ou un complément viable et prometteur aux véhicules à essence n'a jamais complètement disparu : Les espoirs placés dans la technologie des voitures électriques ne date en effet pas d'aujourd'hui[14]. À la fin des années 1960, la voiture électrique connaît ainsi un regain d'intérêt[15], grâce notamment au développement de la pile à combustible, et est par exemple présentée à la télévision comme une technologie pouvant s'imposer à relativement brève échéance[16]. Aujourd'hui à nouveau, on voit apparaître dans la presse des articles annonçant l'émergence prochaine de cette technologie, sous la pression de l'augmentation du prix du pétrole et du développement des préoccupations environnementales[17][18], et grâce aux derniers progrès techniques[19].

[modifier] Aujourd'hui en France

Aujourd'hui la majorité des voitures électriques est possédée par des entreprises ou par des collectivités territoriales : le principal possesseur de voitures électriques en France est La Poste qui a décidé de tester de nouveaux véhicules électriques : des Cleanova II, basées sur le Renault Kangoo[20]. La distribution du courrier est particulièrement exigeante pour les véhicules : ces derniers subissent une utilisation urbaine intensive et alternent en permanence départs et arrêts. Leur consommation de carburant est ainsi couramment le double de celle d'un véhicule utilisé « normalement ».

La Poste exploite aujourd'hui un parc automobile de près de 50 000 véhicules légers et utilitaires et pourrait à terme utiliser uniquement des véhicules électriques[21]. Leur silence et l'absence de vibrations sont notamment très appréciés des facteurs. La loi française sur l'air impose à certains acteurs (collectivités territoriales, EPIC et entreprises publiques) un taux de renouvellement de 20 % en véhicules propres, qu'ils fonctionnent à l'électricité ou bien au GNV ou au GPL. La notion de véhicule « propre » est néanmoins contestée par les écologistes qui rappellent qu'un véhicule est toujours polluant, que ce soit du fait de l'utilisation de combustible ou de celui des matériaux utilisés pour construire le véhicule.

Selon Frédéric Marillier, chargé de campagne Énergie pour l'ONG Greenpeace France, « sur plus de 2 000 000 de véhicules particuliers neufs immatriculés en 2006 en France, seuls 14 sont électriques. »[1]

[modifier] Les voitures récentes

La Tesla Roadster

La compagnie californienne Tesla Motors vend depuis 2008 une petite voiture sport. La Tesla Roadster est une voiture électrique dont son énergie provient uniquement d'une batterie de lithium. Malgré son prix de 100 000$ elle rivalise facilement avec des voitures trois fois plus chères. Zéro émission, 350 km d'autonomie, 0-100km/h en moins de 4 secondes et une vitesse de pointe à 200km/h, elle se recharge en quelques heures. Plus récemment la firme à présenté sa berline familiale de luxe, le Model S. Avec un prix de base de 50 000$, jusqu'à 480km d'autonomie, recharge rapide en 45 minutes et recharge complète en 4h, 0-100km/h en moins de 6 secondes et jusqu'à 7 personnes (5 adultes deux enfants) et toujours zéro émission. Elle devrait sortir fin 2011, début 2012. Il se murmure qu'un autre modèle plus abordable est en préparation, avec un prix de 20 000$ à 30 000$.

La société indienne "Reva Electric Car Company" produit depuis 2001 la REVA, une petite voiture électrique 2+2 places, d'une vitesse de pointe de 80 km/h et d'une autonomie nominale de 80 km. Vendue en Angleterre depuis 2003 sous le nom de G-Wiz [22], la REVA est maintenant disponible dans différents pays Européens[23]. Deux modèles sont disponibles depuis 2009 : la "REVAi", à batteries au plomb, et la "REVA L-ion" à batteries lithium-ion, dont l'autonomie nominale est de 120 km.[24]

Toyota va faire tester par EDF une nouvelle voiture hybride en vue d'une future commercialisation . Cette voiture essence hybride sera rechargeable sur une prise électrique domestique. Ce qui permettra pour les petits trajets de rouler exclusivement à l'électricité, la propulsion essence étant dans ce cas réservée aux trajets plus longs[25]. Les tests en utilisation normale ont débuté à l'automne 2007.

Lors du salon de Tokyo de la rentrée de cette dite année, Mitsubishi a présenté sa iMiev sport (iMiev pour : Mitsubishi Inovative Electric Vehicle) et Subaru son concept car G4e. Ces deux voitures tout électrique ont une autonomie de 200 km[26].

Le premier camion tout électrique pour les livraisons en ville est déjà en service en Angleterre. Comme à Londres la circulation dans le centre est soumise à péage sauf pour les véhicules électriques, le constructeur Smith Newton a conçu ce camion à cet effet. Il a une autonomie de 80 km et une charge utile de 3,4 tonnes[27].

En octobre 2008, la société Michelin a présenté son système Active Wheel de motorisation électrique, qui intègre la propulsion du véhicule à la roue.

[modifier] Projets initialement prévus pour 2008 mais non confirmés

  • En mai 2008, Fiat a prévu sortir les premiers prototypes d'une voiture solaire (dont les batteries pourront être rechargées en partie par des panneaux solaires souples en toiture). Elle aura trois places et une autonomie de 200 km[28].
  • Toujours en 2008, la Cléanova (tout électrique) et la Cléanova plus (hybride) de Dassault devraient arriver sur le marché après avoir été testées par La Poste. Ces véhicules sont conçus sur la base d'un Renault Kangoo[29].
  • La Think City de Think Global sera lancée en 2008 au Danemark et en Suède, ainsi qu'en Allemagne, au Royaume-Uni, en Italie et au Pays-Bas au cours de l'année 2009 selon l'annonce qui a été faite au salon de Genève 2008[30]. Cette voiture une 2+2 atteindrait les 110km/h pour une accélération de 0 à 50km/h en 6.5 sec. et de 0 à 80km/h en 16 sec. Une pleine recharge de la batterie durant la nuit permettrait une autonomie de conduite urbaine de 210 km.[31]
  • Autre projet français, la Lumeneo Smera, citadine dévoilée au Salon de Genève 2008. Cette voiture associe les avantages de l'électricité avec un pack de batteries Lithium et deux moteurs de 20 cv chacun à une structure 2 places en ligne s'inclinant pour être très agile et passer dans les embouteillages. Autonomie annoncée 150Km grâce à un poids contenu de 400Kg. Commercialisation en cours à partir de 24 500 euros et livraisons en juin 2009.[www.lumeneo.fr]

[modifier] Projets à venir

  • L'entreprise de construction automobile américaine General Motors commercialisera d'ici à 2010 un véhicule à moteur électrique et générateur d'appoint thermique, la Chevrolet Volt[36].
  • L'Alliance Renault-Nissan également prévoit le lancement d'une voiture entièrement propulsée à l'électricité pour 2010.
  • Un projet d'ingénierie OpenSource OScar[37] prévoit la construction d'un véhicule électrique OpenSource.

[modifier] Recharge et réseau de distribution

L'auto électrique demande une refonte importante du système de distribution d'énergie pour devenir une alternative viable aux véhicules à combustion.

Dans le cas des accumulateurs, des prises électriques privées (garage) ou publiques (voirie) peuvent permettre le rechargement mais le temps nécessaire est important. Une solution possible à ce problème de temps de recharge, est l'utilisation de batteries interchangeables, comme c'est déjà le cas des chariots élévateurs utilisés jours et nuit. Le changement de batterie se fait dans un temps comparable a celui d'un plein de carburant. Ce système impose une refonte de la structure des voitures. Pour une mise à disposition du public, il faut créer des normes sur les batteries et le contrôle de leur qualité. Selon la viabilité, ce système pourrait être disponible en station-service ou seulement pour des flottes importantes (services, poste, taxis) ayant leur propre point de service.

Dans le cas des piles à combustibles, il faut repenser tout le système de distribution de carburant pour inclure l'hydrogène à la station service.

Dans le cas de panneaux solaires, leur capacité de charge (liée à la surface exposée) ne suffit pas à recharger la batterie d'un véhicule standard.

[modifier] Écologie

La voiture électrique est fréquemment présentée comme une solution efficace pour lutter contre la pollution de l'air, l'effet de serre et la raréfaction des réserves de pétrole dus aux moteurs à explosion. Cependant, bien que le moteur électrique soit « propre » au sens où, il ne produit pas de gaz polluants ni gaz à effet de serre, c'est la production et le stockage de l'électricité consommée par ce moteur qui peut générer diverses pollutions. La nature de ces pollutions dépend du type d'énergie primaire utilisé pour produire l'électricité destiné au véhicule et des batteries. Les parts des types d'énergies primaires étant très variables d'un pays à un autre, il existe différentes projections quant aux moyens de mise à disposition de l'électricité du moteur. Néanmoins, le bilan global reste favorable au véhicule électrique par rapport au véhicule thermique[38].

Une solution élégante consiste à recharger les batteries des véhicules à partir d'abris à toiture photovoltaïque.

Aussi bien la solution de la pile à combustible que celle de l' accumulateur, pourraient se révéler polluante. Il existe deux façons de fabriquer l'hydrogène utilisé pour les piles à combustibles. La première se fait par réaction chimique à partir de pétrole. Cette réaction produit des gaz à effet de serre, et donc ne résout ni le problème de la raréfaction du pétrole ni celui de la pollution. La deuxième se fait par électrolyse de l'eau, ce procédé est non polluant (les seuls produits de réactions sont de l'hydrogène et de l'oxygène) mais consomme beaucoup d'électricité.

Les partisans d'une prise en compte globale des impacts environnementaux de l'utilisation des automobiles considèrent donc que le défi sociétal de la voiture propre consiste à mettre en place une stratégie de production électrique écologique viable.

[modifier] Production électrique et pollution

Les voitures électriques fonctionnant avec des batteries d'accumulateur ont besoin d'un réseau électrique proche afin d'assurer la charge de celles-ci. La problématique de la pollution de cette production d'énergie électrique est donc directement liée aux différentes énergies primaires utilisées pour créer l'électricité de ce réseau. Cette situation peut varier énormément d'un pays à l'autre : la France produisant 78,3 % de son électricité par la filière nucléaire, la Norvège 98,9 % par voie hydraulique et l'Allemagne 80 % par voie thermique à flamme (chiffres de l'année 2005)[39]. La pollution générée par la production d'électricité pour ces voitures dépend donc de la zone géographique.

[modifier] Fin de vie et recyclage

En fin de vie, la dépollution et le recyclage pour les deux systèmes (pile à combustible et accumulateurs), n'est écologiquement pas neutre. Les composantes fonctionnelles doivent être recyclées, ce qui comporte un coût autant en énergie qu'en recyclage de matières potentiellement polluantes. Recyclage indispensable dans tous les cas dû aux matériaux utilisés pour la construction des deux systèmes : dans le cas des accumulateurs: plomb, nickel et autres métaux lourds, métaux et produits chimiques pour les piles à combustible. les batteries s'usant vite et vieillissent fortement. Les batteries au plomb se recyclent bien.

[modifier] Notes et références

  1. ↑ Shacket S.R., The Complete Book of Electric Vehicles, Domus Books, Chicago, 1979
  2. ↑ Stratingh's electric cart
  3. ↑ Robert C. Post explique ainsi (dans The Page Locomotive: Federal Sponsorship of Invention in Mid-19th-Century America, « Technology and Culture », Vol. 13, No. 2, Apr., 1972, pp. 140-169) que « Davidson demonstrated an electric carriage in 1839, and such conveyances may have existed even earlier in Holland and in Italy ». Il s'appuie sur Patrick Forbes, On the Application of Electro-Magnetism as a Motive Power: In a Letter from Prof. P. Forbes of Aberdeen to Michael Faraday , Philosophical Magazine and Journal of Science 15 (1839): 350, et T. C. Martin and Stephen Leidy Coles, The Story of Electricity (New York, 1922), 2: 50.
  4. ↑ Wakefield, Ernest H., 1994, History of the Electric Automobile, Society of Automotive Engineers, Inc., p.&nsp;2-3 (ISBN 1-56091-299-5)
  5. ↑ Anne-Françoise Garçon, « la voiture électrique dans La Nature, 1890-1900, approche micro-historique d'un échec technique », Cahiers François Viète, 2003, pp. 17-43, (disponible sur HAL-SHS)
  6. ↑ David A. Kirsch, The Electric Vehicle and the Burden of History, New Brunswick (NJ), Rutgers University Press, 2000
  7. ↑ Cette opposition est l'une des principales divergences structurant le champ de l'histoire des sciences et des techniques[réf. nécessaire]
  8. ↑ a  b  John B. Rae, "The Electric Vehicle Company: A Monopoly that Missed," Business History Review 29 (Winter 1955): 311.
  9. ↑ a  b  David A. Kirsch, Gijs P. A. Mom, Visions of Transportation : The EVC and the Transition from Service- to Product-Based Mobility, The Business History Review, Vol. 76, No. 1 (Spring, 2002), pp. 75-110
  10. ↑ Rudi Volti, 1990, Why Internal Combustion ?, American Heritage of Invention and Technology, pp. 42-47
  11. ↑ Gijs Mom, Costs, technology and culture. Propelling the early taxicab, 1900–25, The Journal of Transport History, Volume 24 Issue 2, September 2003, pp 199-221
  12. ↑ David A. Kirsch, 2000, The Electric Car and the Burden of History, Rutgers University Press. On peut consulter à cette adresse une présentation résumée du travail de thèse à l'origine de ce livre. . Ce livre a fait l'objet de plusieurs recensions élogieuses. On peut ainsi lire dans celle du British Journal for the History of Science, 35(2), 2002, que ce livre est : « an important national case studies, this well-researched and engagingly written volume certainly merits a place on the bookshelves and in the footnotes of any historian interested in putative technollogical failure. »
  13. ↑ Michael Brian Schiffer, Tamara C. Butts, et Kimberly K Grimm, 1994, Taking Charge: The Electric Automobile in America, Washington, D.C.: Smithsonian Institution Press.
  14. ↑ Frédéric Fréry, 2000, Un cas d’amnésie stratégique : l’éternelle émergence de la voiture électrique, IXème Conférence Internationale de Management Stratégique, Montpellier, 24, 25 et 26 mai 2000.
  15. ↑ Alexandre Nicolon, 1984, Le véhicule électrique, mythe ou réalité ?, Editions MSH. p. 29.
  16. ↑ « À quand la voiture électrique ? », Panorama, ORTF, émission du 26/04/1968 visualisé sur le site d'archives publiques de l'INA le 1er mai 2008. Un ingénieur interviewé vers la fin de ce reportage estime ainsi que les véhicules à pile à combustible ne seront pas commercialisés « avant 1975. »
  17. ↑ Le futur de l'automobile sera électrique, Le Monde, article publié le 25 Mars 2008 par Jean-Michel Normand.
  18. ↑ Voiture électrique, nouvelle lubie, Libération, article publié le 14 mars 2008 par Laureen Ortiz
  19. ↑ La flambée du prix de pétrole et une nouvelle génération de batteries ressuscitent cette technologie, Le Monde, article publié le 22 Janvier 2008 par Nathalie Brafman
  20. ↑ La Poste va acheter 500 électriques, sur Moteur Nature
  21. ↑ Site de CLEANOVA
  22. ↑ Site de Going Green, importateur de la REVA en Angleterre
  23. ↑ Site officiel de la "Reva Electric Car Company"
  24. ↑ Site REVA en Belgique
  25. ↑ clean-auto.com, «  EDF teste des Toyota Prius hybrides rechargeables »
  26. ↑ enerzine.com, « Les voitures 'écolos' du 40e Tokyo Motor Show »
  27. ↑ enerzine.com, « Le premier camion de 4 tonnes à motorisation électrique »
  28. ↑ enerzine.com, « Fiat lance la voiture à énergie solaire »
  29. ↑ leblogauto.com, « Cleanova : Le plein pour 2 euros »
  30. ↑ Think Geneva motor show press release
  31. ↑ Car & SUV of New Zealand
  32. ↑ futura-sciences.com, « Blue Car, étonnante voiture électrique, est lancée sur les routes »
  33. ↑ autonews.fr, « Bolloré-Pininfarina B0 : bonus en perspective »
  34. ↑ zenncars.com
  35. ↑ « Une Zenn pour l’autoroute à l’automne 2009 », Paul-Robert Raymond, Le Soleil, 14 avril 2008
  36. ↑ « General Motors prend un virage stratégique vers les voitures « vertes » », dans Le Monde du 03-06-2008, [lire en ligne]
  37. ↑ OScar
  38. ↑ Bilan C02 filières électrique et thermique, http://eco-sceptique.over-blog.fr/article-26399579.html
  39. ↑ Statistiques Suisses de l'électricité 2006, OFEN

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[modifier] Articles connexes

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