Les solutions pour une mobilité propre dépendront de l’usage

La mobilité propre s’entend « du puits à la roue »

L’objectif de «décarbonation» et de propreté de l’air impose de considérer le bilan CO₂ et la production de polluants de la mobilité «du puits à la roue», c’est-à-dire depuis la captation de l’énergie primaire, en passant par sa transformation en énergie secondaire pour arriver à l’utilisation de cette dernière dans le véhicule. Il nécessite en outre de réconcilier les modes d’exploitation des énergies secondaires avec les usages de l’automobile.

Les promesses des carburants neutres en CO₂

La filière de production de carburants liquides ou gazeux d’origine renouvelable exploitables dans les moteurs thermiques actuels et futurs s’avère prometteuse du point de vue environnemental. Les bio-carburants produits à partir de la biomasse, les «eCarburant» issus de la synthèse d’hydrogène produit à partir d’énergies primaires renouvelables et de CO₂ d’origine industriel séquestré ou encore l’hydrogène, sont autant de candidats à divers stades d’évaluation.

La difficile équation environnementale du véhicule électrique

Rendre propre l’énergie secondaire électricité nécessitera de remplacer les énergies fossiles utilisées aujourd’hui pour la produire par des énergies renouvelables (éolien, solaire, hydraulique, géothermie, biomasse). Ces sources d’énergies étant pour la plupart intermittentes, il ne sera pas possible d’adapter leur production à la consommation. Il deviendrait donc indispensable de stocker de grandes quantités d’énergie, ce pour quoi aucune solution n’existe encore à ce jour. Le bilan environnemental du puits à la roue de la voiture électrique sera donc loin d’être neutre pendant encore plusieurs décennies. Il restera dépendant du mix énergétique utilisé pour la production d’électricité. Aujourd’hui, les émissions de CO₂ et de polluants du puits à la roue d’un véhicule électrique dans des régions ou l’énergie primaire pour la production d’électricité est principalement d’origine fossile sont équivalentes voire supérieures à celles d’un véhicule thermique de dernière génération. De surcroît, les batteries et les moteurs électriques requièrent l’emploi de matériaux rares, chers et non renouvelables, dont l’extraction est elle-même peu vertueuse du point de vue environnemental. Leur concentration dans un nombre limité de pays pose également un problème de dépendance stratégique dès lors que la production de très grands volumes est envisagée.

Deux usages automobiles, deux énergies secondaires

Le véhicule électrique est bien adapté aux usages de courte distance. De plus le véhicule électrique présente l’avantage de délocaliser les émissions de polluants en dehors des concentrations urbaines et de limiter sensiblement la pollution sonore, ce qui en fait un véhicule bien adapté aux déplacements urbains et périurbains. Le véhicule électrique restera cependant une solution peu efficiente, en termes économiques et environnementaux, pour les usages de longue distance (poids et coût importants des batteries « longue distance » utilisées occasionnellement vs. batteries plus légères et bon marché pour l’usage courant).

Les carburants liquides ou gazeux d’origine fossile, puis progressivement de plus en plus d’origine renouvelable (bio-carburants, e-carburants, hydrogène) resteront pendant longtemps la solution privilégiée pour les longues distances. Le moteur thermique est et restera une solution efficiente et efficace pour transformer cette énergie dans le véhicule. Les prospectives de mix produit véhicules électriques / thermiques à l’horizon 2030 et au-delà varient sensiblement selon les analystes. Cependant, quel que soit le scénario, la majorité des véhicules à cet horizon seront équipés de systèmes de propulsion thermiques, électrifiés ou non (hybrides).

L’amélioration du rendement et de la propreté des moteurs à combustion interne reste indispensable

Tenant compte de la proportion majoritaire de véhicules thermiques dans un futur prévisible, l’amélioration du rendement des moteurs thermiques reste indispensable pour atteindre les futures normes environnementales. Le consensus de l’industrie automobile identifie pour y contribuer : la dilution de charge (mélange ultra-pauvre ou recirculation des gaz d’échappement) et l’exploitation des cycles à taux de détente augmentée (Miller) en taux de compression variable ou fixe. Dans ce dernier cas, l’hybridation légère sera nécessaire à court terme pour respecter les règlements dès 2025.

La mobilité propre et renouvelable dépend des énergies primaires et secondaires utilisées

Ce n’est pas la motorisation qui rendra la mobilité dépolluée et neutre en carbone, mais la combinaison des énergies primaires et secondaires qui seront utilisées. La solution ne sera pas unique, comme c’est le cas aujourd’hui, mais dépendra du type d’usage. Les solutions retenues devront être applicables partout dans le monde pour en abaisser les coûts et assurer l’interopérabilité

MCE5 Clean Powertrain 2050

MCE5 oriente ses programmes de recherche et développement de la prochaine décennie dans deux directions principales :

• Moteur thermique à très haut rendement
  Rendement pic de 50% avec 75% de la plage de fonctionnement au-dessus de 45%
• Système de propulsion thermique ultra-propre
  Système de propulsion hybride abordable zéro CO₂ du puits à la roue avec capacité zéro émission (ZEV)