Les véhicules électriques sont là pour rester

La première image qui vient à l’esprit lorsqu’on parle de voitures électriques est celle d’un équipement doté d’une technologie avancée et éloigné de la réalité persistante des véhicules alimentés par des combustibles fossiles. Rien n’est plus faux, puisque l’utilisation de l’électricité pour déplacer des objets existe depuis le milieu du 19e siècle.

Si l’on s’éloigne du concept de voitures particulières, on se rend compte que les locomotives, les tramways, les chariots élévateurs et même les sous-marins nucléaires utilisent l’électricité comme carburant.

De nombreux scientifiques et inventeurs se sont consacrés à la création de véhicules fonctionnant à l’électricité. Le prêtre et inventeur hongrois Anyos Jedlik a créé une dynamo et l’a utilisée pour alimenter un petit véhicule. Le forgeron américain Thomas Davenport a réussi à adapter des batteries non rechargeables à la structure d’un véhicule simple qu’il a construit lui-même.

L’inventeur écossais Robert Davidson a créé la première locomotive électrique de l’histoire, qui était alimentée par des piles en zinc.

Les voitures électriques

Malgré les recherches intensives menées par des entreprises et des scientifiques amateurs, les voitures électriques ont perdu du terrain face à la technologie des moteurs à combustion, élément clé de l’industrie automobile naissante de la première moitié du XXe siècle. La chute des prix des carburants, comme le diesel et l’essence, et l’évolution des systèmes de production à la chaîne ont écarté les modèles électriques, qui n’étaient ni aussi puissants ni aussi rapides que les moteurs explosifs de l’époque.

Les investissements dans la recherche sur les voitures électriques n’ont repris que dans les milieux universitaires, comme les initiatives du Massachussetts Institute of Technology (MIT) et de Caltech, qui ont développé des modèles expérimentaux dotés de technologies de récupération d’énergie et de moteurs hybrides.

La hausse stratosphérique des prix du pétrole ajoutée à l’instabilité géopolitique du Moyen-Orient a provoqué la flamme de la “crise du pétrole”. Face au manque de carburant et aux perspectives de plus en plus inquiétantes concernant la pollution causée par les hydrocarbures, les États-Unis, le Japon et certains pays européens ont repris la recherche et le développement de véhicules électriques.

En 1996, le constructeur automobile américain General Motors a lancé la EV1, la première voiture entièrement électrique construite sur un système de chaîne de montage. En 1996, la société japonaise Toyota a lancé la Prius, un modèle à technologie hybride qui utilise à la fois le moteur à combustion et des batteries rechargeables pour se déplacer. La société américaine Tesla Motors a lancé le Tesla Roadster, le premier véhicule électrique à hautes performances.

Les progrès technologiques permettront de brancher les voitures à la maison

Comment fonctionnent les voitures électriques ?

Il existe essentiellement trois modes de propulsion : explosion, hybride et électrique. Dans le premier cas, le moteur est alimenté par un carburant liquide (alcool, essence, diesel, etc.) et transmet la puissance par des systèmes mécaniques. Il s’agit du modèle conventionnel. Le problème est qu’en plus d’être extrêmement polluante, cette technologie perd beaucoup d’énergie dans le processus.

Une voiture gaspille généralement 62 % de son potentiel énergétique, réparti en 33 % pour l’épuisement et 29 % pour l’échange de chaleur. Les 38 % d’énergie mécanique restants subissent encore des pertes dues aux frottements internes du moteur, à l’aérodynamique et au freinage, ce qui se traduit par une utilisation de 21 % seulement du total.

Les voitures hybrides sont équipées de deux moteurs (un moteur explosif et un moteur électrique qui peuvent fonctionner ensemble ou séparément) et de batteries rechargeables. Le système est contrôlé par un ordinateur qui sélectionne le type d’énergie, entraîne la motorisation selon les besoins et commande la recharge des batteries. Ces voitures disposent également d’un système qui récupère l’énergie cinétique des freins et alimente les batteries.

Les voitures électriques, quant à elles, sont entièrement alimentées par des batteries qui sont rechargées à des points précis. Les types les plus courants sont le plomb-acide, le nickel-métal-hydrure (NiMH) et le Li-ion (Li-ion). La première, la plus connue et la plus ancienne, est la technologie utilisée depuis le 19e siècle pour générer de l’énergie dans les systèmes électriques des voitures conventionnelles.

Il a été utilisé dans la première génération de voitures électriques. Bien qu’elle soit moins chère, facile à fabriquer et à entretenir, cette technologie est dépassée en raison de son faible rendement énergétique et de la forte toxicité du plomb. Celles en nickel sont utilisées et représentent une évolution car elles ont une puissance énergétique élevée et sont construites sans métaux toxiques, ce qui permet le recyclage. La technologie lithium-ion est la plus efficace à ce jour car elle réduit considérablement les pertes d’énergie lorsqu’elle n’est pas utilisée.

Le défis

La commercialisation des voitures électriques est actuellement confrontée à un certain nombre de défis techniques et économiques. Le premier est l’approvisionnement en énergie. Même dans les pays où cette technologie est plus répandue, comme la Norvège, la Hollande, le Danemark et les États-Unis, les points d’approvisionnement ne couvrent pas encore l’ensemble du réseau routier et l’on étudie actuellement les impacts que la recharge de ces voitures pourrait avoir sur le réseau d’alimentation électrique. Un autre aspect est le développement technologique. Les batteries électriques actuelles ne fournissent que 3 et de l’énergie si on les compare au potentiel de l’essence.

Changer le paradigme d’une technologie ne signifie pas changer l’un pour l’autre sans une analyse des perspectives d’avenir. Bien que récents, les investissements lourds dans des technologies plus propres pour les automobiles prennent de plus en plus de place dans les plans d’investissement, même des grandes compagnies pétrolières.

À l’heure où le réchauffement climatique modifie déjà la dynamique sociale et économique à l’échelle planétaire, les voitures électriques montrent qu’elles sont vraiment là pour rester.

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