Alors que de plus en plus de constructeurs automobiles s’inspirent du succès de Tesla et abandonnent les moteurs à combustion interne pour les batteries lithium-ion, c’est le moment idéal pour en apprendre davantage sur les véhicules électriques.
Vous n’êtes pas sans savoir que, en Europe comme partout ailleurs dans le monde, les moteurs essence et diesel sont de plus en plus mal vus et commencent à être interdits dans certaines régions ou villes. Oui, vous pourrez dire adieu à votre précieux moteur forgé, ou payer en conséquence.
Par exemple, le Royaume-Uni a annoncé son intention d‘interdire la vente de nouvelles voitures essence ou au diesel d’ici à 2035. La Californie veut également éliminer progressivement les voitures à essence dans les 15 prochaines années. Le gouvernement Biden a promis de consacrer 7,5 milliards de dollars à l’infrastructure de recharge.
Pour vous préparer à ce nouveau monde, voici l’essentiel sur les véhicules (et plus précisément, les voitures sportives) électriques.
Qu’est-ce qu’un VE ?
Oubliez tout ce que vous savez sur les voitures à moteur à combustion interne. Ils utilisent un carburant comme l’essence et le combinent avec de l’air. Une étincelle enflamme ensuite le mélange comprimé, ce qui provoque une (petite) explosion. La chaleur et l’expansion du gaz poussent les pistons du moteur, ce qui fait avancer les roues de la voiture. Et ainsi de suite.
Un véhicule électrique, ou VE, comporte deux éléments principaux : un moteur électrique (ou deux pour une traction intégrale) et une batterie qui l’alimente. Il n’y a pas de moteur à combustion interne dans un vrai VE, ni de pompe à essence, de réservoir d’essence ou de carter d’huile. Aucun contrôle d’huile ou de pollution n’est nécessaire !
Bien que Tesla domine le débat sur les VE, il existe différents types de véhicules à émission zéro, ou VEZ, et d’autres véhicules économes en carburant (mais pas totalement dépourvus d’essence).
Il y a le VE classique, connu sous le nom de « véhicule électrique à batterie« , que vous reconnaîtrez lorsqu’une Tesla Model 3, une Nissan Leaf ou une Jaguar I-Pace passera devant vous. Il existe à peu près 70 types de VE disponibles à la vente à l’heure actuelle. Ces véhicules fonctionnent uniquement à l’électricité, qu’ils obtiennent en se branchant sur une source d’énergie.
Un véhicule électrique hybride rechargeable a toujours besoin d’être branché pour se recharger. Mais lorsque la batterie est déchargée, la voiture fonctionne à l’essence.
La plupart d’entre nous ont découvert les voitures électriques avec la Toyota Prius, que la plupart des gens qualifient d’hybride. Mais techniquement, il s’agit d’une voiture hybride-électrique puisqu’elle n’a pas besoin d’être branchée et qu’elle a toujours besoin d’essence. Il n’y a pas de port de charge sur une Prius, juste un réservoir pour l’essence. La batterie se recharge grâce à l’énergie produite par la conduite et le freinage.
Si les Teslas sont omniprésentes, les véhicules électriques à pile à combustible sont rares. Seuls quelques constructeurs automobiles utilisent l’hydrogène, qui est mélangé à l’oxygène dans les piles à combustible pour produire de l’électricité.
Les bases de la batterie
Que vous ayez une Audi E-tron, une Chevy Bolt ou une Tesla Model Y, la batterie lithium-ion fonctionne de la même manière.
Les batteries contiennent généralement du lithium, du cobalt, du nickel et de l’aluminium, explique William Crockett, vice-président des ventes de fils de liaison chez Tanaka, une entreprise japonaise de semi-conducteurs.
Souvent appelées batteries li-ion, elles sont utilisées pour stocker de l’énergie. Les extrémités comportent deux bornes : l’anode et la cathode. Entre les deux se trouve un liquide appelé électrolyte. Lorsqu’elle est connectée à un circuit, le lithium stocké dans l’anode et la cathode circule sous forme d’ions, ce qui permet de charger ou de consommer l’énergie de la batterie. Les différentes batteries ont des niveaux de tension différents, c’est-à-dire la quantité de courant qu’elles peuvent absorber. La batterie de la Tesla Model 3 utilise 300 volts.
M. Crockett qualifie le lithium-ion de batterie « grand public » que l’on retrouve dans la plupart des VE. Mais le lithium n’est pas le seul métal utilisé. Il note qu’il existe de nombreux matériaux pour les cathodes. La Nissan Leaf par exemple utilise le manganèse minéral, tandis que Tesla utilise un mélange de cobalt, d’aluminium et de nickel. Tesla s’efforce d’éliminer le cobalt, car, comme l’a dit M. Crockett, « le cobalt est une substance désagréable« , et pas seulement en raison de son impact sur l’environnement. Il est souvent extrait en faisant travailler des enfants en République démocratique du Congo. Tesla affirme qu’elle s’engage à utiliser du cobalt « sans conflit » jusqu’à ce qu’il existe un meilleur substitut.
Une batterie Tesla Model S contient 516 cellules dans chacun de ses 16 modules, soit un total de 8 256 cellules qui pèsent plus de 545 Kg, soit environ un quart du poids total de la voiture. Toutes ces cellules combinées contiennent 100 kWh d’énergie, ce qui se traduit par une autonomie d’approximativement 485 Km.
Lorsque vous freinez ou descendez une pente, vous pouvez recharger la batterie par régénération, c’est-à-dire lorsque l’énergie provenant de la friction du freinage ou de l’accélération est réinjectée dans la batterie. C’est ainsi que vous pouvez passer de 78 % de batterie à 79 % au cours d’un trajet vallonné.
Comme pour un téléphone portable, la batterie de votre voiture n’a qu’un nombre limité de cycles de charge avant de devoir être rechargée plus souvent. L’autonomie diminue également avec le temps.
Plus vous utilisez votre voiture électrique, plus la batterie s’use rapidement. Une personne qui fait la navette tous les jours devra remplacer sa batterie plus tôt qu’un retraité qui ne sort son véhicule qu’occasionnellement.
Même pour un utilisateur intensif, il faudra beaucoup de temps et de kilomètres avant de devoir remplacer la batterie. À titre de référence, la garantie standard de la batterie de la Model 3 de Tesla dure huit ans ou 150.000 Km. Si vous devez la remplacer, généralement au bout de 10 ans, il vous en coûtera environ 10.000 € pour la batterie elle-même (sans compter les frais de service et de main-d’œuvre).
La recharge
Les stations-service sont inutiles pour les véhicules de sport entièrement électriques. Il faut donc trouver une station de recharge publique ou se brancher chez soi.
Cependant, la plupart des gens n’ont pas besoin de recharger leur véhicule tous les jours, explique Hannon Rasool, directeur adjoint de la division des carburants et des transports de la Commission californienne de l’énergie.
De nos jours, les VE peuvent parcourir 400, voire 800 Km avant d’avoir besoin d’être rechargés.
« En réalité, la plupart d’entre nous ne parcourent pas plus de 40 Km par jour« , a déclaré Hannon Rasool lors d’un récent appel téléphonique. Pourtant, certains conducteurs ont une « angoisse de l’autonomie« , c’est-à-dire qu’ils craignent d’être à court de batterie loin d’une station de recharge.
Selon Jeffrey Lu, spécialiste de la pollution de l’air qui travaille également à la Commission californienne de l’énergie, environ 75 % des recharges s’effectuent à domicile.
Le voltage
Il y a le chargement de niveau 1 avec une prise de 120 volts que l’on trouve dans la maison pour les appareils électroménagers courants. Avec ce chargeur de bas niveau, un VE peut mettre de huit à plus de 16 heures pour atteindre une charge complète.
Le niveau 2 atteint 240 volts et correspond à la prise de votre sèche-linge. Avec ce niveau de charge plus rapide, vous pouvez compter sur une autonomie supplémentaire de 30 à 50 Km pour chaque heure de charge. Il faut compter jusqu’à huit heures pour une charge complète. Vous pouvez installer un chargeur de niveau 2 chez vous.
Ensuite, « lorsque vous êtes en déplacement, il y a des chargeurs publics« , a déclaré M. Lu.
La plupart des chargeurs des réseaux de recharge publics utilisent la recharge de niveau 2. Google Maps contient des informations sur la recharge. La plupart des bornes de recharge publiques sont disponibles dans les parkings situés devant les magasins d’alimentation et les centres commerciaux, ou dans des sections de garages de stationnement. Certaines villes disposent de places de stationnement public réservées à la recharge des VE.
Les chargeurs de niveau 1 et 2 utilisent le courant alternatif. Il est plus économique de se brancher chez soi que d’utiliser un réseau de recharge, qui peut facturer en fonction du temps de branchement ou du nombre de kilowattheures (kWh) utilisés. Il s’agit de la quantité d’énergie fournie à votre véhicule.
Également connue sous le nom de charge de niveau 3, elle prend environ 40 minutes pour permettre à la plupart des voitures d’atteindre 80 % de leur capacité.
Notez que tous les véhicules électriques ne peuvent pas accepter ce niveau de puissance. Tesla dispose de « superchargeurs » ultra-rapides sur son réseau, qui coûtent plus cher que la recharge de niveau 2.
Le réseau Supercharger de Tesla est exclusif à Tesla, mais le PDG Elon Musk a annoncé en juillet son intention d’ouvrir le réseau à tout conducteur de VE disposant de l’adaptateur adéquat. Jeep construit par ailleurs son propre réseau de recharge rapide.
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