rapport syrota voiture electrique

8/9/2019 Rapport Syrota Voiture Electrique

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Centre danalyse stratgiquewww.strategie.gouv.fr

Conseil gnral des mines28 septembre 2008

Mission Vhicule 2030 Jean SYROTA

Perspectives concernant

Le VHICULE grand public

dici 2030

Jean SYROTACoordinateur : Philippe HIRTZMAN (Conseil gnral des mines) Rapporteurs :

Romain BEAUME (Ecole polytechnique) Jean-Loup LOYER (Centre danalyse stratgique) Herv POULIQUEN (Centre danalyse stratgique) Denise RAVET (Centre danalyse stratgique)Philippe ROSSINOT (Centre danalyse stratgique)


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Mission Vhicule 2030 Rapport J. SYROTA 28 septembre 20082/129


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SOMMAIRE

LES GRANDES ORIENTATIONS DU RAPPORT ................................ 7Le contexte indit et durable qui caractrise lavenir devrait engendrer une

rupture dans les habitudes actuelles ..............................................................................7Au niveau mondial, pour tre supportable, linluctable croissance du parc

automobile devra tre compense par la rduction de la consommation unitaire desvhicules, des missions polluantes et des rejets de gaz effet de serre .....................7

Le carburant liquide est une source dnergie bien adapte la propulsiondes vhicules .....................................................................................................................9

Les informations conomiques disponibles ne permettent pas elles seulesdanticiper avec suffisamment de prcision les volutions venir............................10

Les vhicules thermiques actuels peuvent rduire de moiti leurconsommation moyennant une optimisation de leurs performances et la ralisation,grce des techniques disponibles, de progrs en matire de rendement, depropret et de flexibilit, ce qui est de nature leur assurer encore un grandavenir...............................................................................................................................10

Le vhicule hybride rechargeable, qui cumule les avantages du thermique etde llectricit sans en avoir les inconvnients les plus importants, a toutes leschances dtre le vhicule davenir...............................................................................11

Pour diviser par 2 la consommation nergtique des vhicules grandpublic dans les dix ans venir, une incitation forte des pouvoirs publics estncessaire ........................................................................................................................12

Prsentation et cadrage de la mission ............................................................. 13

LE CONTEXTE ......................................................................................... 151. lments historiques et situation actuelle ................................................ 15

1.1. Depuis un sicle, la saga de lautomobile a consacr la suprmatie dumoteur explosion .........................................................................................................151.2. Lexprience du pass rend peu crdible lapparition de rupturestechnologiques soudaines...............................................................................................20

2. Les principaux lments de contexte lhorizon 2030 ........................... 222.1. Les crises passes du ptrole nont pas significativement modifi lecomportement des utilisateurs en matire de mobilit...............................................222.2. La perspective de prix des hydrocarbures levs va sans doute impacterdurablement le comportement des usagers .................................................................232.3. Le rchauffement climatique domine dsormais les politiques nergtiquessur le long terme.............................................................................................................242.4. Le secteur des transports en particulier lautomobile individuelle constitue lun des secteurs clefs conditionnant les volutions nergtiques .............24


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3. Les stratgies ltranger sont diverses................................................... 283.1. Les grandes tendances de lautomobile sont orientes vers lconomie, lascurit et lintelligence embarque .............................................................................283.2. Diffrents gouvernements ont cr des consortiums nationaux pour prparerle vhicule du futur ........................................................................................................303.3. Des stratgies ambitieuses ont t affiches dans quelques pays......................323.4. Les principaux programmes publics trangers de R&D ont en communllectricit et lhybridation...........................................................................................37

4. Le stockage de lnergie............................................................................. 454.1. Le stockage de lnergie dans un vhicule doit respecter des conditions trscontraignantes ................................................................................................................454.2. Le carburant liquide aux conditions habituelles est de loin le plus apte au

stockage dans un vhicule .............................................................................................465. Les contraintes environnementales sont de plus en plus rigoureusesdans lUnion europenne.................................................................................. 50

5.1. Les normes Euro limitent les rejets polluants des vhicules particuliers ..505.2. Les missions de CO2 des vhicules particuliers sont traites dans le cadreglobal de la lutte contre le changement climatique.....................................................525.3. Les propositions europennes de contrle des missions de CO2 des voituresparticulires sont controverses....................................................................................53

5.4. Linitiative franaise du bonus/malus sest rvle efficace court terme etserait une incitation permanente puissante si le malus devenait annuel ..................55

LE VEHICULE DU FUTUR..................................................................... 576. Le moteur thermique essence ou diesel, en constante volution, aencore un bel avenir devant lui........................................................................ 57

6.1. Les progrs attendre des motorisations conventionnelles, en matire dematrise de la combustion, sont trs nombreux, avec une certaine convergenceessence-diesel ..................................................................................................................57

6.1.1. Le downsizing est mme de rduire la consommation en conservant la mme performance ..................................................................................................................................... 586.1.2. Les technologies de combustion, amliores par lintroduction de llectronique, pourraient connatre des progrs importants...................................................................................596.1.3. Les amliorations du groupe motopropulseur passent aussi par un meilleur pilotage descycles de combustion, grce notamment llectronique................................................................61

6.2. Pour les vhicules thermiques, la gestion de llectricit au sein du vhiculeest une source de rduction de consommation significative.......................................636.3. Les moteurs thermiques pourraient voir leur consommation rduite de 30 40 % par rapport la situation actuelle......................................................................63


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7. Le vhicule lectrique, qui a lavantage de ne pas mettre directementde gaz polluants, souffre de trop de handicaps pour pouvoir prtendre sesubstituer massivement au vhicule thermique ............................................. 64

7.1. La voiture lectrique est pnalise par les performances insuffisantes desbatteries...........................................................................................................................657.2. Une volont politique forte est ncessaire pour que le vhicule lectrique sedveloppe ........................................................................................................................697.3. Les caractristiques techniques des batteries disponibles actuellementappellent encore des dveloppements importants.......................................................70

7.3.1. Les technologies dominantes actuelles devraient bientt laisser la place aux technologies base de lithium .............................................................................................................................. 707.3.2. Les enjeux du stockage de llectricit dans les batteries rsident essentiellement danslautonomie, le temps de recharge, la fiabilit et le cot ................................................................. 737.3.3. La batterie lithium-ion reprsente loption davenir la plus probable pour le vhicule

particulier.........................................................................................................................................76 7.4. Le vhicule lectrique pur ncessite la cration pralable dune infrastructurepour la recharge des batteries.......................................................................................78

8. Lhybridation thermique/lectrique reprsente un compromissduisant ; lhybride rechargeable sur le rseau constitue sans doute lasolution davenir................................................................................................ 79

8.1. Lhybridation recouvre une grande varit de techniques...............................798.2. Lhybridation prsente des avantages environnementaux et industriels ........85

8.3. Lhybride rechargeable cumule les avantages du thermique et de llectricitsans en supporter les inconvnients les plus pnalisants............................................869. Les vhicules gaz (essentiellement GNV et hydrogne) ne paraissentpas offrir des perspectives pertinentes en France.......................................... 87

9.1. Lair comprim nest vraisemblablement pas viable pour la propulsion devhicules grand public ...................................................................................................889.2. Le gaz naturel ne parait pas bien adapt au cas de la France ..........................89

9.2.1. Le march europen du GNV est limit .............................................................................899.2.2. Le bilan environnemental napporte pas davantage dcisif .............................................909.2.3. Le GNV bnficie dincitations fortes de la part des pouvoirs publics, sans grand effet jusqu prsent.................................................................................................................................93

9.3. Lhydrogne, un carburant automobile utopique..............................................939.3.1. Le vhicule hydrogne na dintrt quavec une pile combustible.............................949.3.2. La production et la distribution de lhydrogne sont matrises industriellement, mais sont trs coteux ......................................................................................................................................96 9.3.3. Le stockage de lhydrogne bord du vhicule constitue un dfi technologique majeur..97 9.3.4. Les verrous technologiques, les cots considrables de lensemble de la filire et les problmes de scurit constituent des handicaps insurmontables lhorizon 2030........................98

10. Les perspectives de progrs communs tous types de vhicules........... 9910.1. Les volutions conduisant au vhicule du futur rsulteront autant deperfectionnements techniques que dune modification des comportements et dunemeilleure organisation du secteur du transport individuel........................................99


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10.2. La diminution des performances dynamiques deviendra incontournable ....10010.2.1. Une vitesse de pointe inutilement leve cote trs cher en consommation....................10110.2.2. Une acclration inutilement leve cote trs cher en consommation...........................10310.2.3. Vouloir des performances inutilement leves cote particulirement cher en ville.......104

10.3. Des amliorations incrmentales, notamment sur les auxiliaires, peuvent tresources importantes de rduction de la consommation et des missions................107

10.3.1. Lallgement des vhicules et lutilisation de nouveaux matriaux.................................107 10.3.2. Larodynamisme.............................................................................................................11010.3.3. Les pneumatiques.............................................................................................................11110.3.4. La climatisation ...............................................................................................................11210.3.5. Les transmissions et la direction......................................................................................11310.3.6. Lclairage.......................................................................................................................11410.3.7. Les autres quipements auxiliaires (scurit, lectronique, lectricit).......................11510.3.8. Le cas de la Logan ECO2 : illustration dune stratgie de rduction de la consommation par une srie doptimisations.........................................................................................................116 10.3.9. Bilan sur les auxiliaires de consommation ......................................................................117

10.4. Les conducteurs pourront bnficier doutils intelligents daide la conduite,pouvant rduire jusqu 20 % en moyenne la consommation.................................118

10.4.1. Les conomies de carburant lies au bon comportement du conducteur.........................11810.4.2. Les dispositifs daide la conduite..................................................................................119

PRECONISATIONS................................................................................ 12111. Prconisations ........................................................................................... 121

11.1. Caractristiques des vhicules ...........................................................................12111.2. Information relative la consommation et aux missions des vhicules .......122

11.3. Achat et dtention des vhicules ........................................................................12211.4. Utilisation des vhicules......................................................................................12211.5. Transports urbains .............................................................................................12311.6. Recherche publique ............................................................................................123

ANNEXE : liste des personnes auditionnes.......................................... 125


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auront tendance stagner dans les pays dvelopps,les pays sous-quips notamment les pays mergents de lAsie vont connatre un fort dveloppement : le parc mondial devhicules pourrait plus que doubler dici 2030, passant denviron 650 millions aujourdhui prs de 1,4 milliard dunits. Les ventes annuelles de vhicules neufs sont aujourdhui de plusde 35 millions dans les pays de lOCDE et de 15 millions pour le reste du monde. En 2030,elles pourraient atteindre des niveaux respectivement de lordre de 45 M/an et 50 M/an. Cette

volution, caractrise par linversion des parcs OCDE / pays mergents, est domine dunepart par une inertie significative des parcs (rythme de renouvellement des vhicules,pntration des innovations et des nouvelles technologies), dautre part par la saturation desinfrastructures, notamment urbaines.

Le march mondial reste segment.

Certes, il ny a pas, quoi quon en dise, de modle automobile mondial ; les caractristiquesconomiques et sociologiques des pays sont trop diffrentes. Les marchs sont disparates etles constructeurs restent trs attentifs aux dominantes locales, en termes de besoin ou demode. Ainsi en Inde, des modles conomiques se dveloppent pour prendre le relais de petitsvhicules bas de gamme issus de scooters. La Chine semble sorienter vers ladoption desnormes europennes ; des parcs de vhicules low cost apparaissent. Dans les pays delOCDE, lavenir est plutt des vhicules srs et confortables, de plus en plus sophistiqus.Tout au plus peut-on dire que lon tend vers des modles rgionaux (au sens des rgionsgopolitiques) et suggrer que la voiture mondiale polyvalente et pour tous nest pasencore pour demain. Toutefois, on ne peut nier que, dune part, les innovationstechnologiques procdent dun brassage quasi plantaire dinitiatives, de partenariats, desous-traitances, de concurrences voire de surenchres, dautre part que les grands groupesassembleurs dautomobiles recherchent la dimension mondiale dans leurs stratgiesdentreprise ou dactionnaire.

Lavenir sera domin par deux enjeux majeurs :

- Renforcer la scurit nergtiqueLe transport en gnral, routier en particulier, est trs dpendant des produits ptroliers. EnFrance, le volume de ptrole destin au transport routier est 40 Mtep sur un totalimportde90 Mtep, ce qui reprsente prs de 50% de la facture ptrolire qui atteint aujourdhui40 Mds/an. Cette situation est conomiquement proccupante (dficit commercial) et fragile(risques gopolitiques sur les approvisionnements ptroliers).

- Rduire les missions de CO2 des vhicules

Limpact environnemental des transports est trs lev, particulirement dans les paysdvelopps, et en forte croissance. Les transports reprsentent 13 % des missions de gaz effet de serre (GES) dans le monde, avec la plus forte croissance des missions de CO2(progression de 120 % depuis 1970). En Europe, la part de ces dernires tait de 22 % en2005.

En France, parce que la production dlectricit engendre peu dmissions de CO2, cette partest encore suprieure (un peu plus du tiers),ce qui fait du transport routier le secteurmetteur le plus important.La route conduit des missions (2005) de 128,2 MtCO2 sur untotal du secteur transport de 136 MtCO2, avec un accroissement de + 18 % entre 1990 et2005. Les vhicules particuliers mettent un peu plus de la moiti (55 %) des missions de

CO2 du secteur du transport routier, les vhicules utilitaires lgers 18 % et les poids lourds,incluant les autocars et autobus, 27 %.


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Ces deux impratifs conduisent promouvoir ou dissuader (fiscalit), inciter (bonus-malus)et imposer (rglementation) dune part larduction des consommations des vhicules,dautre part ladiversification des sources dnergie, indpendamment des actions visantspcifiquement, performances donnes, lalimitation des missions atmosphriques,pourdes raisons soit climatiques (CO2), soit locales (sant publique dans lhyper-centre desagglomrations urbaines).

Le carburant liquide est une source dnergie bien adapte lapropulsion des vhiculesLa particularit dun vhicule automobile est dembarquer une certaine quantit dnergiepermettant dassurer une autonomie suffisante. Ce stock doit prsenter un poids et unencombrement rduits et, lorsquil est puis, il doit pouvoir tre renouvel facilement dansde bonnes conditions de scurit et dans un temps trs bref.

Le carburant liquide pression atmosphrique et temprature ambiante bnficiedun avantage considrable. Il pourra tre dorigine ptrolire, mais aussi issu de labiomasse (agro-carburants, transformation de dchets organiques), du charbon ou du gaz. Ilbnficie galement du fait que le parc de stations-service et, de faon plus gnrale,lesinfrastructures ncessaires pour le produire et le distribuer existent , alors quil faudraitinvestir des centaines de millions deuros voire des milliards deuros en prenant en compte,en amont, la production et le stockage industriels pour mettre disposition delautomobiliste les nergies alternatives. Il permet enfin, dans de bonnes conditions, la fluiditdu march doccasion des vhicules.

Le gaz naturelpose des problmes gopolitiques de mme nature que ceux poss par leptrole ; son prix est li celui du ptrole. Lavantage que ses promoteurs lui donnent pourcompenser une partie de ses handicaps est un meilleur rendement de combustion, ce qui estvrai pour des installations aussi bien fixes que mobiles. Maisle stockage de gaz haute pression dans le vhicule pose des problmes de scurit et il faudrait crer desinfrastructures coteusespour alimenter les vhicules. Cest pourquoi le gaz sera utilis plusavantageusement poste fixe (pour se substituer du fioul domestique pour le chauffage deslocaux et librer ainsi du gazole pour lautomobile , voire pour produire des combustiblesliquides). Il pose davantage de problmes sur un vhicule que le gaz de ptrole liqufi(GPL), lequel reste limit quelques niches. Le gaz naturel peut raisonnablement sedvelopper dans des pays disposant de ressources en gaz importantes et doutils de raffinagede ptrole insuffisants, ce qui nest pas le cas de la France.

Lair comprim et lhydrognenont vraisemblablement pas davenir comme sourcesdnergie des automobiles. Par rapport llectricit, leur stockage bord du vhicule neprsente aucun avantage et lnergie ncessaire pour en disposer serait mieux utilisedirectement sous forme dlectricit. Lhydrogne bnficie actuellement dun engouement mdiatique qui ne repose sur aucune perspective raliste davenir : dans le cas duneutilisation avec pile combustible seul mode raisonnablement envisageable et comptetenu de llectricit ncessaire pour obtenir lhydrogne lequel sera transform en lectricitpar la pile combustible , le bilan nergtique sur toute la chane napparat gureconvaincant ;en outre lutilisation grand public de lhydrogne soulverait des problmesde scurit insurmontables; enfin la fabrication de piles combustible utilisera toujours desmatriaux nobles, rares et donc coteux, venant invitablement grever des perspectivesconomiques sans doute peu favorables.


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Llectricita lavantage de fournir lnergie ncessaire un vhiculesans engendrer de pollution vis--vis de son environnement local ni de bruit faible vitesse; elle prsente doncun avantage srieux en centre ville encombr. Mais llectricit est produite, pour une partplus ou moins grande, partir de combustibles fossiles, ce qui entrane des missions de gaz effet de serre et un bilan global pas forcment favorable de ce point de vue. En outre, mme sides progrs interviendront, le vhicule tout lectrique reste coteux, ses performances de

vitesse sont trs mdiocres, son autonomie est limite (elle peut tre en outre ampute jusqu50 % par le fonctionnement des auxiliaires comme le chauffage et le conditionnementdair), le temps de rechargement ou de substitution des batteries peut tre trs long, lafiabilit et la longvit de ces dernires sont insuffisantes. Cependant, commence tre priseau srieux lide que, pour faire face la pollution atmosphrique des centres des grandesvilles, seule la propulsion lectrique pourrait y tre autorise.

Les informations conomiques disponibles ne permettent pas ellesseules danticiper avec suffisamment de prcision les volutions venirLes tudes et donnes conomiques dont on dispose pour comparer les diffrentes optionsenvisageables sont illusoires. En effet, si les cots de lutilisation des hydrocarbures commecarburant et les missions correspondantes de gaz effet de serre sont bien connus, il nen estpas de mme pour les solutions alternatives, et il sen faut de beaucoup :- il ny a de convergence ni sur les cots et les rendements dutilisation des sourcesdnergie alternatives, ni sur le montant des investissements raliser en stations-service ouen bornes dalimentation ; dans le cas o il sagit de projets, lexprience passe dans dautresdomaines montre que les promoteurs ont gnralement une vue largement trop optimiste delconomie de leur projet ;- les bilans CO2 des solutions alternatives sont contests ;- les cots venir, les performances et la fiabilit de diffrents composants (batteries

notamment) sont entachs de beaucoup dincertitudes ;- les chiffres qui sont avancs utilisent les prix de lessence ou du gazole incluant la TIPP etceux des sources dnergie alternatives sans taxe quivalente ; or il est prvisible que, si lescarburants actuels venaient tre remplacs massivement par dautres, les pouvoirs publicsleur feraient supporter un quivalent de la TIPP, sans que lon puisse aujourdhui en prvoirle montant.

Les vhicules thermiques actuels peuvent rduire de moiti leurconsommation moyennant une optimisation de leurs performances et laralisation, grce des techniques disponibles, de progrs en matire de

rendement, de propret et de flexibilit, ce qui est de nature leur assurerencore un grand avenir En matire demotorisationet de dpollution, aux techniques performantes largementutilises (injection directe, turbo-compression,) viendront sajouter celles qui commencent quiper des modles sur le march et celles qui sont dores et dj dans les cartons ou envoie de mise au point, notamment chez les quipementiers :- distribution variable, commande lectromagntique des soupapes, variation du taux decompression en ce qui concerne le moteur essence ;- systmes de combustion basses missions doxydes dazote (NOx), filtres particules et oxydes dazote (systme DNOx) pour le moteur diesel ;- rduction de la cylindre ( downsizing ), catalyse avance, micro-hybridation ( stop &start ) pour toutes motorisations.


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La propulsion par moteur thermique aliment par des carburants liquides dans lesconditions usuelles restera donc largement majoritaire dici 2030, dautant plus que leurssubstituts ne prsentent pas, performances comparables, davantages significatifs en termesde cot, de bilan nergtique et dmission globale de gaz effet de serre, ni actuellement, ni terme, les vhicules actuels disposant dune marge de progrs considrable,une rductionde consommation de moiti tant largement envisageable.En particulier, des vhicules

thermiques de petite taille, ayant une puissance faible (cest--dire des performances routirescomparables celles des vhicules lectriques) et donc de consommation trs rduite, peuventprendre une part de march.

Le vhicule hybride rechargeable, qui cumule les avantages duthermique et de llectricit sans en avoir les inconvnients les plusimportants, a toutes les chances dtre le vhicule davenir Llectricit constitue la seule source dnergie qui permet dviter les missionspolluantes locales, mais les difficults inhrentes son stockage limiterontvraisemblablement encore longtemps le vhicule entirement lectrique des flottes captivesou un usage urbain.

Llectricit sera progressivement introduite dans la motorisation, de plus en plushybride ( stop & start , rcupration dnergie de freinage, contribution la motricit),avec comme avantage de ne requrir aucune infrastructure nouvelle. Cette volution en courssinscrit dans la perspective de lhybridation rechargeable ( plug-in ), laquelle requiertencore beaucoup de recherches avant sa gnralisation. Levhicule hybride rechargeablesur le rseau lectrique, qui peut sassimiler un vhicule lectrique complmentthermique, combine les avantages des vhicules lectriques en ville (faibles nuisanceslocales) et des vhicules thermiques combustible liquide sur route (autonomie ;

performances sur route). Il doit intgrer les progrs raliser, autant sur les vhiculesthermiques que sur le stockage dnergie et la motorisation lectriques, pour amliorer lesperformances et diminuer les cots, ce qui en fait un incontestable produit davenir. Il nencessite pas, linverse du vhicule tout lectrique, une infrastructure dalimentationlectrique dense et maille sur lensemble du territoire pour prendre progressivement une partde march : dores et dj, de nombreux emplacements de parking privs disposent oupeuvent facilement disposer dun raccordement lectrique ; l o il fait dfaut, lautonomiesera assure par le carburant liquide. Le vhicule hybride rechargeable prsente un intrt toutparticulier si le carburant utilis par le moteur thermique est bas CO2 (biocarburant dedeuxime gnration notamment).

En attendant lavnement sur le march du vhicule hybride rechargeable,le vhiculehybride, qui peut sassimiler un vhicule thermique complment lectrique, reprsenteune tape intermdiaire intressante ; labsence de possibilit de rechargement direct sur lerseau lectrique diminue certes la proportion des parcours effectus llectricit seule et nepermet pas de bnficier du prix relativement bas de llectricit (tant quelle ne supporte pasde taxe de mme nature que celle portant sur les produits ptroliers [TIPP]).

Les dispositifs qui arrtent le moteur lorsque le vhicule est immobile ( stop & start )permettent de rduire de 20 40 % la pollution locale de lair dans les centres-villescongestionns. Ils quipent dj certains modles et doivent tre gnraliss court terme.


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Pour diviser par 2 la consommation nergtique desvhicules grand public dans les dix ans venir, une incitation forte despouvoirs publics est ncessaire

Les progrs gnraux de conception et de constructionbnficieront au vhicule

thermique comme tout autre type de vhicule : arodynamisme, allgement des structures,utilisation de matriaux innovants, roulements trs faible friction, pneumatiques faiblecoefficient de frottement

Lassistance lectronique lco-conduitedevrait jouer un rle de plus en plusimportant car, si elle est relaye par une volution sensible du comportement des conducteurs,elle peut tre porteuse de rductions de consommation tout fait significatives (environ20 %), bien plus importantes et moins coteuses que celles apportes par les autres postes.

Il faut prparer la flexibilit du parc de vhicules motorisation thermiqueconventionnelle dans lattente de la clarification des enjeux nergtiques et agricoles propresaux agro-carburants de premire gnration (thanol et biodiesel) et de deuxime gnration(huiles vgtales hydro-traites, biocarburants plante entire , gazoles de synthse).

Pour que soient ralises les amliorations permettant de diviser par deux laconsommation dnergie du parc automobile dans les pays dvelopps et mettre sur le marchla gnration suivante de vhicules, il est indispensable que soient mises en uvre desincitations fortes par les pouvoirs publics: diminution des missions limite de CO2,gnralisation et uniformisation des limitations de vitesse, taxation des carburants, bonus-malus annuelssur les vhicules

Sinon les progrs continueront dapparatre lentement, au rythme constat dans lepass.


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Prsentation et cadrage de la mission

La prsente mission trouve son origine dans une demande de la ministre de lEnseignement suprieur et de la recherche concernant les transports et la mobilit. Le directeur gnral duCentre danalyse stratgique, organisme plac sous lautorit du secrtaire dtat charg,auprs du Premier ministre, de la prospective, de lvaluation des politiques publiques et dudveloppement de lconomie numrique, a charg, le 14 mars 2008, Jean SYROTA deconduire une rflexion spcifique sur le vhicule du futur.

Cette rflexion vise dune part envisager les technologies possibles des diffrents vhiculesdu futur, dautre part proposer des recommandations de politique publique afin de prparer lavenir du secteur automobile.

Compte tenu des proportions respectives des diffrentes catgories de vhicules

commercialiss chaque anne, le champ dinvestigation est volontairement cibl sur levhicule particulier grand public , lexclusion des vhicules utilitaires lourds oulgers , des vhicules de transport en commun et des flottes captives usage professionnel. La mission prend cependant en compte les ventuelles sous-catgories de vhicules urbains(transport individuel, livraison lgre et distribution) susceptibles de connatre les mmesvolutions que celles des vhicules grand public .

Les perspectives retenues pour le cadre de rflexion couvrent la priode allant jusquenviron 2030 , chance correspondant sensiblement celle de renouvellement total des flottes actuelles de vhicules. Il a paru hasardeux de se projeter sur un terme plus lointain, ense mettant sur le terrain de la prospective, compte tenu des incertitudes attaches aux

grandes volutions technologiques et socitales. La mission sest intresse aux problmes dinfrastructures et de logistique associs, dans lamesure o, par nature, la gnralisation dun type de vhicule ne peut senvisager quaccompagn dun rseau de distribution de lnergie correspondante (approvisionnement,scurit).

La dimension europenne des problmatiques, les politiques publiques et les expriencesindustrielles trangres sont largement voques dans les analyses qui suivent.

Le prsent rapport, labor sous la responsabilit de Jean SYROTA, a t ralis grce auconcours dun chercheur (doctorant) de lEcole polytechnique, de quatre chargs de missiondu Centre danalyse stratgique (secrtariat dEtat auprs du Premier ministre, charg de la prospective, de lvaluation des politiques publiques et du dveloppement de lconomienumrique), ainsi quau soutien (intgration du rapport) dun membre du Conseil gnral desmines (ministre de lEconomie, de lindustrie et de lemploi).


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LE CONTEXTE1. lments historiques et situation actuelle1.1. Depuis un sicle, la saga de lautomobile a consacr la suprmatiedu moteur explosion

Remarque : la rdaction de ce chapitre sinspire notamment de louvrage Lodysse du transport lectrique -Pascal GRISET, Dominique LARROQUE - Edition Cliomdia (avec la collaboration de EdF, directionTransports et vhicules lectriques) ; dcembre 2006.

Comme pour lindustrie, cest la vapeur qui a t lorigine de la grande mutation des modesde transports au XIXe sicle : la navigation, le chemin de fer ont profondment structurles modes de vie et les paysages europens. La route, domine par la traction animale, estreste longtemps lcart de ces rvolutions en dpit du processus dinnovation initi par le

fardier de CUGNOT en 1769. Les premires rivalits entre llectricit et le ptrole

On oublie aujourdhui que, dans un climat de recherche frntique et dsordonn, le vritableconcurrent de la vapeur pour les transports durant la priode 1840-1870 a tllectricitbien avant le moteur thermique.Ce dernier ne verra vritablement le jour que vers 1860avec un moteur deux temps utilisant un mlange dair et de gaz dclairage. La rivalit entrevhicule lectrique et voiture ptrole se poursuivra jusquau dbut des annes 1890, jusquce que G. DAIMLER, K. BENZ et W. MAYBACH russissent progressivement lintgrationdun moteur explosion un vhicule routier et mettre en place les bases de lautomobilemoderne essence (carburation, allumage lectrique). Mais ds 1895 (raid Paris-Bordeaux-

Paris) apparat clairementle dcrochage de la voiture lectrique par rapport la voiture essence(Panhard & Levassor, Peugeot, Michelin & Cie), laquelle enterre dfinitivement levhicule vapeur (Serpollet et Lon Bollet). Lengouement de laristocratie pour la voiture essence, entretenu par leffet de mode qui simpose partir de 1897, provoque un fortaccroissement de la demande et les manufacturiers peinent la suivre tout en conduisant lesinvestigations de nature faire voluer un engin source de beaucoup dennuis pourlutilisateur, mais aussi despoirs pour les industriels : en 1898, 400 voitures sont produites enFrance dont prs de la moiti par Panhard & Levassor, en avance sur Peugeot et De DionBouton ; la production franaise atteint 1500 vhicules en 1899, 7600 en 1901, plus de 14 000en 1903, dont la moiti pour lexportation.

Face ce succs, le vhicule lectrique particulier, handicap par une autonomie incertaine etprisonnier de contraintes dinfrastructures insurmontables, ne peut assumer une concurrencecrdible, en dpit de records de vitesse indits : le 1er mai 1899, le belge Camille JENATZYfranchit Achresle seuil symbolique des 100 kilomtres/heure bord de la Jamaiscontente , vhicule quip de pneus Michelin, carn en forme dobus et dot dune batteriede 80 lments dont le poids reprsente sensiblement la moiti de celui du vhicule (1,5tonne). Le seuil des 100 miles/heure (167 km/h) est franchi aux Etats-Unis ds 1904. Dscette poque, le vhicule lectrique, mal adapt un rseau routier peu accueillant, apparatcibl vers le rail, pourtant bien monopolis par la traction vapeur. Mais dj se fait jour lideque, pour le domaine routier, ce mode de traction lectrique peut trouverune placeprivilgie dans le cur des villes, notamment pour des usages collectifs et de service.


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Bnficiant de progrs constants, la voiture essence laisse progressivement de moinsen moins de place aux autres modes de propulsionIl faut avoir prsent lesprit que les deux dcennies qui encadrent le passage du XIXe auXXe sicle sont marques par trois phnomnes conjoints :- dune partune priode de progrs constant pour le vhicule essence; en particulierles lacunes du moteur combustion interne sont progressivement combles, notamment grce

aux travaux de Rudolf DIESEL qui permettent de pallier le manque de puissance despremiers moteurs essence ;- dautre partlge dor de la traction lectrique dans le domaine du transport collectif disposant dinfrastructures fixes, qui voit ds 1890 le triomphe du tramway en Amrique et,de manire plus contraste, en Europe (Allemagne notamment) ;- enfinle succs, phmre, du vhicule lectrique autonome( batteries au plomb) dansdes usages professionnels bien prcis : fiacres et taxis lectriques, vhicules de lutte contrelincendie, vhicules de livraison de proximit, notamment dans lalimentation, vhicules decollecte des ordures mnagresLe vhicule lectrique est en effet lourdement handicap parles batteries, dont les performances progressent beaucoup moins vite que celles des vhicules essence.

Dans les annes qui prcdent la premire guerre mondiale, la concurrence inluctable de lavoiture essence affaiblit progressivement les manufacturiers de vhicules lectriquesautonomes jusqu provoquer leur disparition quasi-totale en Europe, ainsi que celle desentreprises exploitantes de flottes de fiacres ou taxis lectriques. La Grande-Bretagne devientle premier pays utilisateur de voitures essence (64 000 vhicules en service en 1907), loindevant la France (34 000) et, paradoxalement compte tenu de la qualit de ses ingnieurs,devant lAllemagne (11 000 seulement).Par contre, la production franaise, avec 45 000units en 1913, est la premire dEurope, alors mme que la production britannique tripleentre 1909 (11 000) et 1913 (34 000).

Curieusement, les Etats-Unis se sont appropri le vhicule essence avec un certain dcalageli sans doute dune part la vigueur de la promotion de loption lectrique, dautre part leur retard relatif dans le domaine du moteur explosion. Ce nest que vers 1900 quecommence pour eux la priode pionnire, avec les initiatives de E. HAYNES, R. OLDS, H.FORDLa production de vhicules lectriques se poursuit encore pendant une quinzainedannes (1912 : production de 10 000 vhicules pour un parc de 30 000), mais le dclin estinexorable, le dynamisme des investisseurs amricains compensant largement le manquedinventivit des ingnieurs. Il est intressant de noter que :- durant toute cette priode,loffre de vhicules lectriquescomprenait autant de vhicules conception spcifique que de vhicules banaliss reprenant intgralement les codes

esthtiques du vhicule essence alors en pleine mergence ;- les performances des vhicules lectriquesen termes dautonomie taient tout faitapprciables pour lpoque (tournes de plus de 60 km pour des camionnettes de livraison enville, trajets sur route de plus de 150 km, voire 200 km titre exprimental) ; naturellementces performances dusage ntaient obtenues quau prix dun rapport poids/puissance trsdfavorable, de contraintes dexploitation fortement pnalisantes et dun confort limit(chauffage sommaire de lhabitacle).

Paralllement, des entrepreneurs astucieux, en Belgique, en Allemagne (Porsche) et auxEtats-Unis, mettent au point des vhicules lectriques essence,hybrides avant lheure, maisla commercialisation quelques milliers dexemplaires naura pas de lendemain.

Enfin, il faut signaler lexistence, sur quelques niches dactivits professionnelles, devhicules air comprim : automotrices de transport en commun exploites par la compagnie


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CGO Paris, vhicules de petite livraison Paris (aux halles) et dans des grandes villesamricaines, sans parler des vhicules spcialiss dans des activits industrielles(entreposage, mines).

A partir des annes 1920, le paysage de la mobilit est assez marqu :- la voiture lectrique individuelle a pratiquement disparu ;

- le vhicule essence, qui domine le march, fait lobjet de progrs constants centr surlaugmentation de puissance, la fiabilit et le confort ;- llectricit offre un espace de dveloppement limit mais dinnovations intressantes auxcamions et vhicules utilisation spcifique (voitures postales, livraisons, bennes ordures) ;- lhgmonie du tramway lectrique en matire de transport collectif urbain est gnrale, jusqu la disgrce des annes 1930-40, sauf pour quelques pays en Europe (Belgique,Allemagne, Suisse, Europe de lEst) ; lhcatombe fut mme brutale en France, en 1937-1938 et les initiatives de laprs-guerre en matire de trolleybus, lexploitation plus souple,ne parviendront pas renverser la tendance.

Fort de sa suprmatie inconteste, le vhicule essence, toujours plus sophistiqu, commence voir poindre ses limites dans le dernier tiers du XX e sicleDj voqu aprs la premire guerre mondiale, le problme desconomies dhydrocarburesrevient dactualit lors de la crise conomique des annes 1930. Mais aucune volutionsignificative dans la conception des vhicules lectriques ou autres ne vient modifier ladonne. Il en va de mme de la priode de restrictions des annes 1940.Les annes daprs-guerre, en dpit des difficults conomiques et dapprovisionnement en matriaux,confirmentleffacement presque total de la voiture lectrique et la suprmatie duvhicule essence.Il est intressant de noter quen marge du programme spatial amricainont t dveloppes, surtout dans les annes 1960, des recherches sur les applications civilesde la pile combustible, sans quaucun rsultat exploitable ne soit obtenu.

Au cours des annes 1980, limage de lautomobile et la symbolique qui sestprogressivement construite autour commencent voluer dans les reprsentationscollectives : longtemps associe aux notions de libert, de vitesse et de puissance, la voitureindividuelle prend des connotations de danger, de pollution, voire de violence. Lurbanisationsouvent sauvage et la multiplication des initiatives volontaristes, audacieuses voiremalencontreuses en matire de voies routires, donnent du crdit aux premirescontestations environnementales. Les deux chocs ptroliers de 1974 et de 1979 confirmentcette tendance et font apparatreles premires recommandations dconomie dnergie, dumoins en Europe.

Pendant que la frilosit des industriels, du moins au niveau des grands constructeurs, enmatire de dveloppement de vhicules lectriques ou autres, se perptue malgr levolontarisme apparent des Pouvoirs publics (Groupe interministriel vhicules lectriques enFrance),loffre technique de vhicules moteur thermique commence voluer sous lescoups conjugus du prix des carburants et de rglementations renforces (arodynamisme,allgement des structures, promotion du diesel, apparition du gaz de ptrole liqufi et, danscertains pays, du gaz naturel). Les constructeurs mondiaux ont ainsi fait des progrsconsidrables, mais trs diversifis selon leur origine.

Lexemple des Etats-Unisest particulirement significatif : en moins de 10 ans, lautonomie

par unit de carburant (en miles parcourus par gallon dessence) a bondi de 60 %. Mais latendance sest brutalement inverse dans les annes 1980 au profit de la puissance desvhicules, inaugurant une priode de relchement de prs de 25 ans. Le graphique ci-dessous


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prsente lvolution sur 30 ans de la consommation moyenne et de la puissance moyenne desvoitures vendues aux Etats-Unis.

Evolution consommation, puissance - automobiles Etats-Unis

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Consommation Puissance

Puissance +120%

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Source CAS partir de donnes E.P.A., Technology and fuel economy trends , 2006

Une autre manire de visualiser larbitrage fonctionnel qui a t fait durant cette priode parlindustrie automobile est de suivre lvolution compare du poids et de la performance (tempsdacclration pour passer de 0 60 miles par heure) des vhicules vendus aux Etats-Unis.

Cette volution est, sur le plan fonctionnel, largement corrle larrive en masse sur lemarch des gros 4*4 (ou Sport utility vehicles / SUV) et au regain de mode pour les pick-ups , deux catgories de vhicules dont lvolution technique est bien diffrente de celle desvhicules standard ou breaks : augmentations de 8 % et de 25 % (!) du poids des vhicules dansces catgories, alors que pour les berlines et les breaks, le poids moyen en 2005 est infrieur de

Evolution acclration, masse - automobiles Etats-Unis

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Acclration 0-60Miles/h (97km/h)Masse

Masse + 30%

Acclration + 40%


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10 % au pic de 1975 et suprieur de 10 % au creux de 1985. Et laugmentation des exigences enmatire de scurit ne fournit quune partie de lexplication

Evolution de la rpartition des ventes dautomobiles aux Etats-Unis par type de vhicule

1975 1988 2007Voitures 71 % 66 % 45 %Pick-ups 13 % 16 % 14 %SUV (vhicules utilitaires de sport,tels 4*4 ou breaks surlevs) 2 % 6 % 29 %

Autres 14 % 11 % 12 %Source CAS partir de donnes E.P.A., Technology and fuel economy trends , 2006

Ces volutions, trs caricaturales, masquent en fait des progrs rels accomplis par lindustrieamricaine, mais ces progrs ont t presque exclusivement ddis lenrichissementfonctionnel des vhicules, trs peu loptimisation du couple performances / consommation.

Dautres lments de contexte apparaissent dans les pays industrialiss, montrant un dbutde ralentissement de laugmentation irrpressible du trafic automobile ;lurbanisationcroissante imprime en effet, au cours des trois dernires dcennies du XXe sicle, denouvelles marques profondes dans le panorama de la mobilit individuelle : dune partlengorgement progressif des curs de ville, jusqu saturation totale dans certains cas,conduit au dveloppement des transports en commun lectriques souterrains (extension desrseaux de mtro existants ; quipement de villes moyennes en lignes nouvelles de mtro) etde surface (tramways et mme trolleybus). Dautre partlaugmentation des niveaux depollution urbaineentraine des dcisions drastiques (mise en place des premires normeseuropennes ; instauration en 1990 par lEtat de Californie du Mandat Zero Emission VehicleZEV).

Enfin la conception des vhicules automobiles essence bnficie de deux mutationsmajeures :la place de plus en plus importante accorde lnergie lectrique(commandemoteur et auxiliaires) ds les annes 1970, puis lintroduction partir des annes 1980,hasardeuse au dbut puis massive ds 1990, dellectronique embarque. Les possibilitsoffertes par ces deux composantes, dans un contexte de pression croissante desrglementations publiques, expliquent, dune part, le relatif mais dcevant renouveaucommercial du vhicule lectrique (en France : apparition en 1995 des premires bornes derecharge sur voie publique et offres commerciales de PSA et de Renault), dautre partlapparition de nouveaux modles marquant une volution technologique significative(vhicule hybride : Toyota Prius en 2001).

La voiture du XXI e sicle devra tre conome et propreA partir du changement de sicle, les deux proccupations dconomie dnergie et delimitation des missions polluantes, lesquelles dailleurs influent souvent de manirecontradictoire, sont prsentes en permanence dans les programmes de recherche etdveloppement (cf. programmes PREDIT en France) et dans la dfinition des projets denouveaux vhicules, peut-tre un peu moins dans les actes de promotion commerciale encoresolidement cibls sur les performances des vhicules. Il faut cependant sattendre ce quelaugmentation, brutale et sans doute durable, des prix des produits ptroliers enregistredepuis 2006 provoque une reconfiguration sensible des tendances techniques dj perturbespar les effets de la mondialisation et lapparition de gammes bas cot ( low cost )produites en Europe de lEst et en Asie.


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Source U.S. Environnental Protection Agency (E.P.A) ; Technology and fuel economy trends , 2006

- Inertie dusage: les performances de tout vhicule se dgradent en fonction de lusure etconduisent la dgradation des caractristiques en termes de consommation et dmissionsatmosphriques.Quand on voque les amliorations technologiques, on pense tropexclusivement aux vhicules neufs alors quil faudrait inclure dans les analyses les modalitset le cot de lentretien du parc automobile.

Sans nier la capacit de nos socits industrialises sadapter au fur et mesure delapparition des contraintes, voire de grer tant bien que mal les crises, la persistance des

paradigmes de notre socit avec ses codes, ses effets de mode et ses symboles bien ancrs, la mise au point de nouvelles formes de stockage dnergie fiables et propres, lerenouvellement de lappareil industriel et surtout la reconfiguration de nos modes dhabitat etdemploi, trs nergtivores, vont ncessiter beaucoup de temps sans pouvoir nous pargnerles dgts issus de limprvoyance, du manque danticipation et de la vision court terme. Onreconnatra volontiers que deux guerres mondiales et deux chocs ptroliers dont lun majeur nont pas russi au XXe sicle renverser les grandes tendances technologiques, que lasuprmatie du vhicule essence sest perptue inluctablement en dpit des rationnements,restrictions et renchrissements de toutes natures, que le vhicule lectrique, handicap pardes contraintes lourdes dautonomie et dinfrastructure, na toujours pas trouv ses lettres denoblesse commerciales et quetout ce qui parait nouveau aujourdhui a dj t, dune

manire ou dune autre, invent et test avec bien sr les moyens de lpoque (lectricit, air comprim, hydrogne et pile combustible, gaz de ptrole ou gaz naturel).

Le deuxime enseignement touche aussi aux fondamentaux de lvolution automobile :dun point de vue trs sommaire, on peut considrer que toute la voiture a t conue dslorigine au dbut du sicle dernier, demble avec tous ses composants (moteur thermique cylindres, embrayage, bote de vitesses, diffrentiel, stockage de lnergie de dmarrage parbatterie, suspension et amortissement, pneumatiques gonfls lair). Bien sr, ct desmesures prises pour amliorer la scurit et de lintroduction de nombreux accessoires voirede gadgets dans les domaines du confort et du style, les progrs technologiques ont tconstants, des innovations ont t apportes au fil du temps sur bien des composants et ontconduit des amliorations majeures.Mais peu de ruptures technologiques sont venuesbouleverser la conception des vhicules.On peut avancer dailleurs que les ruptures


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technologiques ont aussi t rares dans dautres domaines, lexception notable dellectronique.

On peut sans doute discuter le fait de savoir si la bote de vitesses automatique parconvertisseur, la suspension hydraulique, la traction avant, le pneumatique radial, linjection,le turbocompresseur sont mettre au rang des ruptures technologiques ; sans doute les

promesses non tenues du moteur rotatif (Wenkel) laissaient-elles entrevoir une vritablervolution technique, non valide (celle de sabstraire du mouvement alternatif des pistons).Force est de constater que les techniques de stockage dlectricit, qui sont arrives maturitpour les petits appareils (mobiles, portables), nont pas trouv de solution dfinitivementfiables et performantes en ce qui concerne la propulsion automobile.

Aujourdhui, on peut escompterdimportants progrsissus de la place croissante prise parllectronique et llectricit dans les vhicules thermiques (rcupration dnergie, assistancedynamique au dmarrage, ralisation de trs courts trajets en mode lectrique), maislavritable mutation ne viendra que lorsque lon matrisera la double propulsionthermique/lectrique dans des conditions oprationnelles et conomiques acceptables

(vhicule hybride rechargeable dit plug-in ).

2. Les principaux lments de contexte lhorizon 20302.1. Les crises passes du ptrole nont pas significativement modifi lecomportement des utilisateurs en matire de mobilit La politique nergtique a t, par le pass, domine par le prix des hydrocarbures,soit la hausse en raison de tensions sur le march et de crises gostratgiques (comme en1973), soit la baisse du fait du dsquilibre du march (comme en 1985). La brutale tensionsur les prix rsultant de rductions de loffre due des vnements ou des spculationsrvlait la vulnrabilit croissante des conomies occidentales et, depuis lors, mondiales untarissement, mme passager, des ressources nergtiques. Des solutions immdiates taientdemandes : vise conomique, pour ne pas compromettre la croissance, ou sociale, pour nepas ponctionner le pouvoir dachat. Des politiques structurelles nombreuses ont t engages,dont le succs est, pour certaines, exemplaire et aujourdhui encore bnfique tous gards(matrise de lnergie, dveloppement du nuclaire en France).

Mais beaucoup de chantiers ouverts ont perdu leur prioritquand, au catastrophismedes experts amplifi par les mdias, a succd une priode de dtente des prix, rendant nouveau lnergie peu chre, dcrdibilisant les appels lconomie ou lefficacit etdlgitimant les actions les plus douloureuses, quelles touchent au pouvoir dachat, au modede vie, la proprit ou surtout la mobilit. Ainsi, si les entreprises ont, pour une large part,russi sadapter une contrainte nergtique quelles ont estime prenne, les mnages qui se dplacent et se logent en consommant beaucoup et de faon peu efficace deshydrocarbures et de llectricit nont pas inflchi durablement leur comportement. Et si lesmesures ncessaires sont connues et exprimentes avec succs ou entreprises de faonvolontariste ici ou l, les politiques de fond et de longue haleine ncessaires ont perdu de leurvidence, devant une opinion dsabuse par des appels ritrs des mobilisations pourprvenir des drames qui, quelques mois aprs, paraissaient des craintes chimriques. Il y atrente ans, les rserves de ptrole taient estimes trente ans de consommation. Aujourdhui,elles sont values quarante ans environ : seul le degr de certitude na pas chang. Le

prix du baril na dpass que rcemment les sommets du dbut des annes 80. Cest pourquoi,mobiliser nouveau en arguant du prix lev risque de conduire uniquement une succession


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de mesures choc deffet limit dans le temps et de dmobilisations durables quoi lon a finipar rduire, dans bien des cas, la politique nergtique.

Evolution du prix des carburants (en euros)

Source Union franaise des industries du ptrole (UFIP)

2.2. La perspective de prix des hydrocarbures levs va sans douteimpacter durablement le comportement des usagersLa situation nouvellement cre par lenvole actuelle du cours du baril,au-del de cequi tait peine envisageable il y a quelques mois,risque cependant de dplacer les lignesde la perception par le grand public: lide que les pics extrmes observs sont imputablespour partie des effets spculatifs, donc non prennes, commence laisser place laconviction que nous sommes entrs dansune priode durable de ptrole etdhydrocarbures en gnral cher, plus du fait de lexplosion de la demande des pays mergents (Chine, Inde) que du fait de la rarfaction physique de loffre, qui apparattoujours plus lointaine au fur et mesure que le renchrissement autorise de nouvelles

recherches et dcouvertes. Des premiers signes de ralentissement sont apparus, tant danslvolution de la consommation de carburant que dans les ventes des vhicules forteconsommation (en particulier les SUV , gros 4x4, aux Etats-Unis).

Les hydrocarbures nont naturellement pas cess dtre de plus en plus rares, puisquedisponibles par nature en quantits finies, soumis aux alas gostratgiques comme, du reste,les autres matires premires. Encore que les phnomnes sacclrent et que les horizons dedanger paraissent se rapprocher : la croissance de la population mondiale et celle desconomies mergentes (en premier lieu de la Chine et de lInde) vont accrotre de faonrapide la demande mondiale dnergie, conduisant sinterroger sur la possibilit derepousser durablement les limites de ces ressources. Pour autant, la date du peak oil (moment o loffre de ptrole va commencer dcliner) demeure incertaine et il est possiblequil survienne du fait du dclin de la demande et non pas cause de linsuffisance de laressource.


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2.3. Le rchauffement climatique domine dsormais les politiquesnergtiques sur le long termeLopinion publique demeure, semble-il, toujours peu sensible aux effets delaugmentationdes missions de gaz effet de serre (GES)dont elle ne voit trop souvent les enjeux quautravers dengagements politiques incantatoires de trs long terme ou de dcisionsinternationales bien lointaines de leurs proccupations quotidiennes. Les publicits actuellesvisibles sur les medias franais en matire de promotion des derniers modles automobilesrefltent bien cet tat desprit.

Force est de constater pourtant que le paradigme a chang, avec la conviction,dsormais tablie, du rchauffement climatique. la crise possible, vitable, survenuepuis surmonte, rcurrente et finalement pas si grave jusqu la prochaine, a succdunnouvel horizon mental, conceptuel, et donc politique. Les initiatives mdiatiques duGroupe dexperts intergouvernemental sur lvolution du climat (GIEC), celle du prsidentAl GORE et, en France, la dmarche du Grenelle de lenvironnement ont sans aucundoute contribu diffuser cette conviction.

En effet, le rchauffement climatique est devenu le fondement principal de la rflexion, delanalyse et de laction. Depuis le dernier rapport du GIEC de printemps 2007, il fait lobjetdun consensus, du moins sur quelques points : il y a indiscutablement augmentation de lateneur en gaz carbonique (CO2) dans latmosphre et rchauffement climatique ; lesconsquences des variations possibles de temprature sont potentiellement catastrophiquespour lhumanit, mme sans se fonder sur les pires scnarios ; la contribution humaine cerchauffement ( cause anthropique ) est indniable, mme si dautres phnomnesinterviennent concurremment. Certes, il nest pas sr que le pire arrive mais, pour ne pascourir le risque de se trouver confronte terme des situations ingrables, la communautmondiale doit aujourdhui relever un nouveau dfi auquel elle ne peut envisager de se

soustraire :freiner, puis rduire, et vite, les missions de gaz effet de serre (GES) parmilesquelles la contribution du gaz carbonique est majoritaire (73 %).

Mme si les rserves prvues dhydrocarbures taient une nouvelle fois significativementrvalues, mme si la scurit internationale garantissait les flux et leur scurit, mme si lesautres matires premires nergtiques devenaient exploitables sans limites, il faudrait rduirefortement leur utilisation.Les prix levs du ptrole associs la crainte durchauffement climatique vont changer du tout au tout le comportement desconsommateurs et de ceux qui les gouvernent.On peut compter sur cet lectrochoc pourmettre fin aux comportements irrationnels des automobilistes en matire de puissance, devitesse et dacclration, compte tenu du prix payer dsormais pour satisfaire leursfantasmes.

2.4. Le secteur des transports en particulier lautomobile individuelle constitue lun des secteurs clefs conditionnant les volutions nergtiques Au niveau mondial , quelques chiffres donnent lampleur du problme ; ces informationsconstituent des lments de contexte sans doute loigns de la problmatique du prsentrapport, mais il apparat important de mettre en perspective la position des constructeurseuropens face lmergence de marchs continentaux colossaux et face la mondialisationdes techniques et des changes industriels.


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* La population mondiale, qui tait de 2,5 milliards en 1950, a t multiplie par plus de 2,5 jusqu aujourdhui : 6,5 milliards en 2008 ; elle dpassera probablement 9 milliardsdindividus en 2050.* Les presque 3 milliards dindividus nouveaux, majoritairement localiss dans des paysmergents ou dj actuellement en forte croissance, auront accs, dans des conditionstotalement indites pour lhumanit, aux communications de masse (tlvision, internet). Rien

ne permet de penser que ces nouveaux habitants ne revendiqueront pas des modes de vieinspirs de ceux quils verront quotidiennement dans ces mdias : urbanisme, confort,mobilit, loisirs* La majorit de ces habitants vivra dans des villes ; avec les tendances actuelles, outre lesproblmes majeurs de pollution urbaine ou locale, se posera le dfi gnral de lmission desgaz effet de serre, et donc de limpact sur le rchauffement climatique. En 1950, moins de10 % du ptrole tait utilis dans les transports et moins de 5 % des missions de CO2provenaient de ce secteur ;aujourdhui 24 % des missions de CO2 proviennent destransports, 18 % et bientt 20 % (1/5) pour le seul secteur routier; en 2050, de 70 80 %du ptrole devraient tre ddis aux transports qui seraient alors lorigine de plus de 30 %des missions de CO2 !

Il est donc impossible que les scnarios du futur se bornent prolonger les tendancesactuelles. Les progrs se font un rythme insuffisant dans le secteur automobile comme dansbeaucoup dautres : au rythme actuel dvolution des technologies, la division par 2 desmissions mondiales de GES voire par 4 pour les pays industrialiss parait hors de porte.A ct de marchs matures (Japon, Europe) qui verront sans doute la baisse des kilomtrageset donc des ventes de vhicules, coexistent des marchs en pleine expansion lesquels, dfautde dcisions malthusiennes toujours possibles mais la gnralisation improbable,connatront vraisemblablement des volutions brutales et dcisives sauf observer descatastrophes indites ; ces volutions peuvent dailleurs trouver dautres causes convergentes,lies par exemple la lutte contre linscurit routire, flau qui se dveloppe dans les paysmergents de faon dramatique (1 % de leur population serait actuellement blesse chaqueanne dans des accidents de la circulation automobile !).

Dans les dcennies venir, le principal problme sera urbain et asiatique.

Cette vision, pour linstant peu applicable au contexte europen, aura cependant une influencesignificative sur les initiatives techniques et conomiques des constructeurs europens, lactionnariat, aux rseaux de sous-traitance et aux marchs de plus en plus complexes, maisaussi sur les dcisions publiques, ne serait-ce que parce que les ngociations attendues pourdterminer la priode post-2012 (Kyoto) devront bien intgrer ces aspects du problme etprendre en compte le phnomne citadin asiatique.

En ce qui concerne spcifiquement la France , le rapport de la commission nergie du Centre danalyse stratgique (octobre 2007) a montr que toute politique nergtiquenationale devait porter une attention particulire deux secteurs critiques dont lvolution at et est toujours proccupante : le rsidentiel-tertiaire et les transports.Le secteur destransports, pour lequel les produits ptroliers y sont trs difficilement substituables, est leprincipal contributeur en termes dmissions de gaz carbonique (34 %), lesquelles ontlgrement flchi depuis 2000 aprs une dcennie de constante augmentation (+ 14 % entre1990 et 2000). Les missions totales de CO2 en France slevaient en 2006 environ 400millions de tonnes.


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des carburants est sans doute un facteur explicatif important, ct dautres facteurs(extension du rseau TGV par exemple).

Les dplacements en voitures particulires

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M i l l i a r d s

d e v o y a g e u r s -

k m .

Daprs ministre charg des transports Direction des affaires conomiques et internationales - DAEI (La demande de transport en 2025 projection des tendances)

En termes dmission de gaz carbonique, les transports ont mis, en 2005, 136 millions detonnes de CO2, se dcomposant en 93 Mt pour les vhicules lgers (68 %), 34 Mt pour lespoids lourds et 9 Mt pour les transports non routiers.

Emissions de CO 2 du secteur des transports (2005)

Poids lourds25%

Transport nonroutiers

7%

Vhicules lgers68%

D'aprs DAEI

Remarque les vhicules lgers comprennent les voitures particulires - VP (52 % des missions totales du secteur des transports) et les vhicules utilitaires lgers - VUL (16 % des missions totales du secteur des transports).

tant observ que les missions des transports non routiers restent faibles et peu prs stablessur la priode 1990-2005, l'volution des missions du secteur reflte celle des missions dutransport routier et principalement celle des missions des vhicules particuliers. Une analyseplus prcise montrerait que les missions de CO2 ont augment moins vite que le trafic sur lapriode de forte croissance et que le tassement du dbut des annes 2000 et la baisse del'anne 2005 sont plus accentus. L'explication doit en tre recherche dans ladislisation du parc, dans la rduction des consommations unitaires permises par le renouvellement du parc


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de vhicules et, ces dernires annes, dans l'effet du meilleur respect des limitations de vitessedans le cadre de la lutte en faveur de la scurit routire.

Emissions de CO 2 du secteur des transports

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Routier Autres

Ces indications lgitiment le ciblage du prsent rapport sur le vhicule de transportindividuel grand public .

Les tudes sur la demande de transport en 2025 ralises ces dernires annes par le ministre

des transports et de lquipement (DAEI) montrent que lon peut, dans un cadre djrelativement contraignant, stabiliser les missions horizon 2020 par rapport leur niveauactuel.

D'aprs ces projections, les missions de CO2 du secteur du transport routier individuelseraient donc en lgre dcroissance entre 2002 et 2025 mais s'tabliraient encore un niveaunettement suprieur (+ 23 Mt) celui de 1990. Pour tenter dapprhender les composantesdune telle perspective en particulier du point de vue de lvolution du vhicule du futur ,il convient de la replacer au sein dun ensemble beaucoup plus vaste dactions normatives,rglementaires ou incitativesvisant concrtiser les progrs en matire dconomiesdnergie et dmissions atmosphriques. Ces lments de contexte sont en effet de nature influer plus ou moins fortement sur la recherche et linnovation, sur les modes dusage, surles performances des vhicules, ventuellement sur des segmentations de march susceptiblesde faire voluer le cahier des charges de certains modles de vhicules

3. Les stratgies ltranger sont diverses3.1. Les grandes tendances de lautomobile sont orientes vers lconomie,la scurit et lintelligence embarqueIl est ncessaire en pralable de bien distinguer les rles respectifs des tats et desconstructeurs, en rappelant quil nexiste pas de march unique de lautomobile, mais bienplusieurs marchs rgionaux (Etats-Unis, Europe, Chine, Inde, Japon).

Daprs CITEPA


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- Le rle des Etatsest de grer, dune part, la rglementation (scurit, vitesse, protection delenvironnement et du consommateur), dautre part la fiscalit (encourageante oupnalisante), enfin les incitations (subventions R & D, bonus-malus).

- Lobjectif fondamental des constructeursest doptimiser leur production pour satisfaire lesconsommateurs dans le cadre des contraintes prsentes et envisages ; ce sont en gnral de

trs gros employeurs et ils constituent des lobbies trs puissants.Linteraction entre Etats et constructeurs est de ce fait complexe ; les concertations sontpermanentes mais le poids et donc linfluence des grandes entreprises est dautant pluslourd dans la dfinition des politiques nationales de lautomobile que, prcisment, les aidespubliques la R & D ne reprsentent quune faible fraction des crdits mobiliss par lesentreprises (en France, moins de 3 % des crdits privs). On peut donc dire que les grandsconstructeurs gardent largement la main sur les innovations, sur lintroduction de nouvellestechnologies et sur les modalits commerciales de leur diffusion. Ils dclarent que leurpriorit est de satisfaire les demandes de leurs clients, mais, dans le mme temps, ils oriententces demandes coups de publicit et avec laide souvent bienveillante de la presse

spcialise. Lun des buts des pouvoirs publics est de faire travailler ensemble lesconstructeurs, les quipementiers et leurs sous-traitants en gnral des PME ainsi que lescollectivits locales ; mais leur intervention, financire et politique, ne peut conduire creret produire des vhicules dont les constructeurs ne veulent pas. Cest l que la rglementationimpose prend tout son sens.

Lanalyse des politiques et des mesures mises en uvre dans diffrents pays permet dedonner une ide des trois principaux axes selon lesquels se structurent les stratgies et lesactions concrtes :

Scurit et confort : les progrs importants dont ont bnfici les vhicules particuliersdans les dernires dcennies ne pourront gure tre remis en cause. Ils participent de lintrtque portent les clients lautomobile. Ils ont dailleurs sensiblement contribu lalourdissement des vhicules. Les nouveaux concepts ou technologies quil sagisse de laforme des vhicules (design), des composants (batteries), de lutilisation de nouveauxcarburants (gaz, hydrogne) doivent respecter des exigences de plus en plus leves enmatire de scurit et de confort dans les pays dvelopps.

Economie dnergie et environnement : les vhicules prsents sur le march ont tconus dans une priode de prix modrs de lnergie (1985-2000), ce qui na gure incitaux progrs en la matire (les progrs ont t multiples, mais ont t masqus ou compensspar laugmentation constante des puissances des vhicules). La monte rapide du prix duptrole depuis 2000 et loccurrence possible dun troisime et durable choc ptrolier depuisquelques mois ont raviv les exigences en matire de consommation des vhicules. Limpactdes missions de GES sur le climat se concrtise et la pollution locale des voitures atteintdsormais des niveaux reconnus de dsagrment et de dangers pour la sant. Lensemble deces facteurs appelle dans la majorit des pays des efforts significatifs en matire de rductiondes consommations de carburants ptroliers et de rduction des diffrents polluants mis parles voitures (CO2, NOx, particules).

Intelligence embarque: On constate un net dveloppement ces dernires annes descalculateurs et des navigateurs dans les voitures. Si le domaine couvert nest encore

globalement que partiel, il y a potentiellement quantit dapplications des technologies delinformation et de la communication susceptibles de connecter le vhicule son


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environnement et doptimiser son usage : informations routires, paiements automatiss,conduite assiste

La technologieapparat au cur des problmatiques et cest bien une course technologique etindustrielle qui est engage pour concevoir des vhicules du futur qui devront rpondre cestrois exigences.

Bien sr, limpact de ces technologies dpendra des modes dappropriation par les consommateurs , en fonction de leur comportement en conduite, des actions de publicit,des incitations publiques

3.2. Diffrents gouvernements ont cr des consortiums nationaux pour

prparer le vhicule du futur Remarque : Les informations concernant les pays voqus ont t collectes auprs des missions conomiquesdes ambassades concernes par la direction gnrale du trsor et de la politique conomique (DGTPE) duministre de lconomie, de lindustrie et de lemploi.

Cette dmarche a pour objectif affich de mobiliser et de rapprocher les diffrents acteurs envue de maximiser le potentiel du pays soit pour construire ou amliorer la stratgie nationale,soit pour progresser sur un domaine particulier, un sujet critique de recherche par exemple.

On trouvera ci-dessous, titre dexemple, un panorama des initiatives mises en place dans 4pays : Royaume-Uni, Japon, Allemagne et Sude.

Confort etScurit

Economie

dnergie etenvironnement Intelligence

Technologies


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Dmarches collectives dans diffrents pays

Pays Consortiums Caractristiques

Royaume-Uni Low carbonvehiculepartnership

Lanc en 2003, LowCVP est constitu de reprsentants issus delautomobile, du ptrole et de diffrents autres secteurs. Le consortiumanime plusieurs groupes de travail :

Rglementation europenne : accords CO2 post 2008 pour dfinir uncadre 10ans,

Consommateurs : labels des vhicules propres, Collectivits locales : politiques relatives la promotion des

vhicules propres R&D : plans daction Carburants : tudes des missions de CO2 du puits la roue, stratgie

biocarburants.

Plan dactioninterministriel En juillet 2001, trois ministres (ministre de lamnagement du territoire,des infrastructures et des transports, ministre de lconomie, du commerceet de lindustrie, ministre de lenvironnement) ont lanc un plan daction 2010 pour la promotion des vhicules faibles missions.

PHEV TownConcept

Pour acclrer la promotion des vhicules lectriques dans les zonesurbaines, une collaboration se met en place entre le gouvernement, lescollectivits locales, les constructeurs automobiles, les distributeursdnergie et les tissus industriels locaux. Les axes de travail portent sur :- les infrastructures de recharge normale (parking, centre commerciaux,

htels) et rapide (distributeurs dlectricit, loueur de voitures,bureaux) ;

- les incitations lusage des VE et au dveloppement des infrastructureset des services.

Japon

"SmartWay Project" En juillet 2005, le MLIT a lanc un projet pour entrer dans la secondephase du Smartway Project. Il consiste en la mise en application destechnologies Intelligent transportation system (ITS) pour crer unesocit dans laquelle les dplacements seraient facilits, ceci dans le but decrer un meilleur cadre de vie pour la population. Il sagit donc dedvelopper linformation dans les transports en commun, dquiper tous lesvhicules de systmes de navigation, de mettre en place des servicesdiversifis pour les usagers et dinstaller des diffuseurs quips detlpage lectronique

- Quatre ministressont concerns par le dveloppement des ITS :la Police nationale (NPA),le ministre de lamnagement du territoire, des infrastructures etdes transports (MLIT),le ministre de lconomie, du commerce et de lindustrie(METI),le ministre des affaires publiques, de la poste et destlcommunications (SOUMU).

- IT Strategy Headquarters: structure de coordination et de promotiondes ITS ;

- ITS Japan, organisation o collaborent universitaires et industriels pourpromouvoir les ITS (elle organise le 11me congrs mondial sur les ITS Nagoya) ;

- Comit national ISO/TC 204, charg de promouvoir, lchelleinternationale, la normalisation des ITS ;

- Les organismes publics: NILIM (centre technique du MLIT), JICE

(Japan Institute of Construction Engineering) et VICS Center (VehicleInformation and Communication System Center) qui est une organisationgouvernementale pour la transmission dinformations sur le trafic.

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- Les constructeurs automobiles et les quipementiers: Toyota, Nissan,Honda, Daihatsu, Fuji Heavy Industries Ltd (Subaru), Hino Motors Ltd,Mazda, Isuzu, MMC, Suzuki, Yamaha (tous font de la recherche enrelation avec les ministres).

- Les fournisseurs(Denso, Aisin Seiki, Matsushita, Mitsubishi) sontfortement impliqus dans le dveloppement des technologies lies lITS.

- Des socitsdes secteurs de llectronique, de linformatique et destlcommunications sont partenaires (NTT DoCoMo, NEC, Hitachi,Panasonic, Toshiba..).

Allemagne Partenariat TransportEnergy Strategy(VES)1

Fond en 1998, cette association volontaire regroupe des reprsentants dugouvernement fdral allemand2, des constructeurs automobiles allemands,europens et des ptroliers et des distributeurs dnergie : BMW, Daimler,Ford, GM/Opel, MAN, Volkswagen ; BP/Aral, Shell, Total ; RWE,Vattenfall.Les travaux identifient la ncessit de se concentrer sur le potentiel desnergies renouvelables et de lhydrogne.Au travers du Clean Energy Partnership , le consortium met en placeune dmonstration de station hydrogne Berlin.

SAFER (Vehicle andTraffic SafetyCentre)

SAFER (Vehicle and Traffic Safety Centre,) inaugur en 2006, est uneunit de recherche conjointe aux mondes acadmique, industriel etinstitutionnel, gre par la prestigieuse cole d'Ingnieurs de Chalmers.L'objectif du centre est de devenir un hub d'excellence international enmatire de scurit automobile. Vinnova (Agence de l'Innovation) est lefinancier principal de ce centre.Les autres partenaires sont Autoliv, Chalmers, Epsilon, Folksam,Fordonskomponentgruppen, luniversit de Gteborgs, Imego, LindholmenScience Park, Saab Automobile, Saab, Microwave Systems, Scania,Sicomp, SP, Telia Sonera, Volvo AB, Volvo Personvagnar, VTI, laDirection des Routes et la rgion de Vstra Gtaland. Ensemble, ilsdisposent de 30 millions de couronnes sudoises par an (3,2 M) pendantdix ans pour financer ce centre.

Sude

SHC, Centre sudoisdes vhiculeshybrides

Le but de cette institution est de dvelopper et doptimiser les technologiesexistantes et venir dans les domaines des systmes de propulsion et delconomie dnergie afin de trouver le vhicule hybride le plus efficacetant au niveau du carburant que du cot.Les diffrents partenaires de ce centre sont les autorits sudoises delnergie, les universits technologiques de Chalmers, de Stockholm (KTH)et de Lund (LTH), ainsi que les entreprises Volvo AB, Volvo CarCorporation, Saab Automobile AB, Scania, BAE Systems Hgglunds AB.

Source : CAS selon informations fournies par les missions conomiques (DGTPE)

3.3. Des stratgies ambitieuses ont t affiches dans quelques paysCertains constructeurs visent le leadership sur certains axes avec lambition dy dtenirune avance technologique mondiale.

Au Japon, le concept de la socit de lautomobile la plus agrable du monde sorganise autour de la protection de lenvironnement et du dveloppement de la tlmatique.

Depuis 20 ans, la politique japonaise sest tourne de faon significative vers la protection delenvironnement (correspondant aux caractristiques urbaines particulires du Japon), puis

1 Verkehrswirtschaftliche Energie Strategie.2 Ministre des transports, des btiments et de la ville (BMVBS)


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vers les conomies dnergie. Dans le domaine des vhicules, le gouvernement a mis en placeun systme de rglementation trs svre sur la motorisation diesel (spcialement sur lesoxydes dazote NOx). Mais cest depuis la fin des annes 1990, lorsque sest rpandue la prisede conscience des risques lis au rchauffement de la plante causs par les missions de gaz effets de serre, que le mouvement sest acclr.

Depuis la ratification des accords de Kyoto, les pouvoirs publics japonais ont mis en place,aux niveaux national et rgional, des politiques trs strictes pour pallier la pollution cre parle transport ; le secteur automobile japonais a dvelopp et industrialis des technologies trsinnovantes pour faire face aux problmes environnementaux causs par les vhicules. Grce certaines technologies comme lhybride, avec le succs de la Toyota Prius ou encore lesvhicules prototypes pile combustible, les constructeurs japonais gagnent un rleprminent dans le secteur du vhicule propre.

Le Japon a mis en place en mai 2007 l Initiative pour la Nouvelle Gnration deCombustibles et de Vhicules Automobiles . Coordonne par le ministre de lconomie, ducommerce et de lindustrie (METI), la stratgie japonaise lhorizon 2030 se fonde sur trois

critres fondamentaux :- augmentation de la scurisation des approvisionnements du pays en combustibles ;- prise en compte toujours croissante de lenvironnement et des rpercussions de lactivitautomobile sur celui-ci ;- soutien de la comptitivit des entreprises japonaises du secteur lchelle internationale,notamment en favorisant les politiques actives de brevets et de licences.

Pour y arriver, le Japon concentre des efforts trs importants dune part en matire dedveloppement technologique des nouvelles gnrations de vhicules (en particulier dans ledomaine du stockage de llectricit), dautre part dans lutilisation des technologies delinformation et de la communication (systmes de transport intelligent).

Les Etats-Unis affichent depuis peu la volont de rduire la dpendance aux produits ptroliers, notamment par le dveloppement des biocarburants.

Le parc automobile amricain est caractris par une consommation unitaire trs importante,en relation avec une taxation trs rduite des carburants.

La dpendance des Etats-Unis vis--vis des nergies fossiles a fait lobjet, du temps duprsident Jimmy CARTER, dun plan dindpendance nergtique qui a fait long feu. Elle estde nouveau dactualit. Les risques lis laugmentation des missions polluantes et des gaz

effet de serre et, plus rcemment, laugmentation du prix de lessence, sont autant deraisons supplmentaires qui poussent depuis peu le gouvernement fdral, les Etats, lesconstructeurs automobiles amricains et leurs quipementiers chercher des solutions pourdiminuer la consommation des vhicules et leurs missions, tout en maintenant ledveloppement de lindustrie automobile. Aujourdhui, la majorit des experts automobilesaux Etats-Unis saccordent penser que toutes les technologies disponibles : hybride,lectrique, diesel propre, injection essence directe, piles combustible, biocarburants,rduction du poids des vhicules, arodynamisme devront tre dveloppes en parallle, dansles annes venir, pour rpondre aux besoins crs par laccroissement du parc automobileamricain et rgler les problmes dmissions.

La prise en compte des dimensions nergtiques et environnementales dans les transports estun phnomne rcent aux Etats-Unis, qui a merg avec les questions touchant lindpendance nergtique. Les dbats sur lindpendance nergtique et le rchauffement


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Les trois principaux constructeurs allemands (Mercedes-Benz, BMW et Volkswagen/Audi) sesont fait une spcialit, mondialement reconnue, de modles trs puissants, aux fortesmotorisations et saffichant comme intgrant un fort contenu de haute technologie. Cesmodles haut de gamme , fortement producteurs de marges et exports plus des deuxtiers, notamment vers les pays riches ou en pleine expansion du Moyen-Orient ou de lAsie(pays o le prix du carburant nest pas trs discriminant et o les limitations de vitesse sont

embryonnaires), p

rapport syrota voiture electrique

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