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La mobilité électrique peut-elle mener la Suisse vers la neutralité carbone?

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Cet article a été publié en allemand par notre partenaire éditorial Higgs.ch

D’ici 2050, l’objectif est clair: la Suisse et toute l'Europe devront avoir atteint la neutralité carbone. Les gaz à effet de serre libérés dans l'atmosphère ne devront plus excéder ce que la planète ne peut absorber. Et en Suisse, le transport joue un rôle clé, car il est responsable de plus de 30% des émissions, plus que tout autre secteur. La mobilité électrique serait-elle la voie royale pour atteindre l’objectif?

Pourquoi c’est important. La température en Suisse est déjà deux degrés plus élevée en moyenne qu'à l'époque préindustrielle, comme le montre un rapport sur le climat de l'Office fédéral de l'environnement (OFEV). En effet, la hausse y est environ deux fois plus élevée que la moyenne mondiale. Dans le cadre du protocole de Kyoto, la Suisse s’était engagée à réduire ses émissions de 20% d'ici 2020 par rapport à 1990, mais ces objectifs n’ont pas été atteints.

Les véhicules électriques, pas si vertueux. Les véhicules à batterie électriques sont généralement considérés comme propres. En effet, contrairement à ceux avec un moteur à combustion interne, ils ne produisent aucun gaz d'échappement.

Mais des émissions de gaz à effet de serre sont aussi produits pendant la fabrication et le recyclage des voitures électriques, pas uniquement lors de leur fonctionnement! Bien qu'une voiture électrique ait un impact sur le climat beaucoup plus faible qu'un moteur à essence ou diesel, ses émissions ne sont pas nulles.

Les règles européennes en question. Cependant, les règles européennes d'autorisation des véhicules, que suit la Suisse, ne prennent en compte que les émissions de gaz d'échappement lors de la conduite, explique Christian Bach, chef du département des systèmes de propulsion des véhicules du Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche (Empa) à Dübendorf. C'est pour cette raison que les voitures électriques ne sont pas considérées comme des sources de pollution et de gaz à effet de serre lorsqu'elles sont autorisées à circuler. Le chercheur estime que peu de choses devraient changer d'ici 2030, même si des efforts sont faits pour prendre en compte la situation sur tout le cycle de vie du véhicule.

Car c'est justement parce que les voitures électriques sont considérées comme non polluantes au moment de leur immatriculation qu'elles intéressent les constructeurs et les importateurs de voitures. En effet, elles permettent de réduire les émissions moyennes de CO2 des nouveaux véhicules mis en circulation, et donc les amendes qu'ils doivent payer s'ils dépassent le taux d’émission de CO2 autorisé. Cet instrument politique a donné une forte impulsion à la voiture électrique.

Le foisonnement technologique. Autre explication de cet essor: les progrès technologiques rapides dans le domaine des piles, explique Christian. Bach. Les piles d'aujourd'hui sont plus petites, plus légères, plus puissantes et aussi moins chères qu'il y a dix ans. D’après lui,

«Personne n'aurait pu s'attendre à ce que l'optimisation des batteries se fasse aussi rapidement».

Mais la voiture électrique ne peut être qu'une partie de la stratégie suisse en matière de mobilité électrique. Il existe également des véhicules à pile à combustible fonctionnant à l'hydrogène, des véhicules au biogaz et des hybrides rechargeables avec des batteries et des moteurs à combustion optimisés qui fonctionnent avec des carburants renouvelables.

Ce panachage est nécessaire pour plusieurs raisons. Tout d’abord parce que toutes les technologies ne conviennent pas à tous les moyens de transport et à toutes les applications. Christian Bach prend l'exemple d'une flotte de camions: les opérateurs utiliseront probablement des camions électriques pour les trajets en centre-ville, de l'hydrogène pour les transports régionaux jusqu'à 400 kilomètres et du biogaz pour les trajets plus longs ou en montagne et pour les camions articulés. Pour les distances supérieures à 400 kilomètres, il faudra des combustibles liquides. En effet, d’après Christian Bach,

«Pour l’instant, aucune autre option que les carburants combustibles liquides ne se profile à l'horizon pour les avions et le transport maritime.»

Les batteries restent pour l’heure trop faibles et trop lourdes pour ce type d’application. Et les grosses batteries électriques ont un talon d'Achille: elles utilisent de grandes quantités de matières premières, qui ne sont pas sans danger pour l'environnement, comme le cobalt et le lithium. «Ce problème peut être atténué par des processus de recyclage», explique Christian Bach. À long terme, cependant, il faudra développer des alternatives pour certains de ces métaux. Des recherches sont menées dans ce domaine dans divers instituts de recherche suisses, dont l'Empa et l’Institut Paul Scherrer.

Les sources d’électricité. Pour atteindre la neutralité carbone, l’électricité suisse devra absolument provenir de sources renouvelables. L’électricité sera nécessaire non seulement pour le fonctionnement des batteries, mais aussi pour la production d'hydrogène et de carburants synthétiques. Ces derniers ont l'avantage — contrairement à l'électricité — de pouvoir être transportés à bas prix sur de longues distances. Cela signifie qu'ils peuvent être produits là où il y a suffisamment d'énergie renouvelable, dans le Sahara, par exemple, en utilisant l'énergie solaire. Mais selon Christian Bach, ni la Suisse ni l'Europe ne disposeront dans un avenir proche d'assez d’électricité verte à cette fin.

L’exercice de prospective. De quelle quantité d'électricité parlons-nous et d'où proviendra-t-elle? Une étude de la Confédération suisse fait la lumière sur les moyens de parvenir à la neutralité carbone. Selon ses calculs, la consommation d'énergie totale pour la mobilité en 2050 pourrait s'élever à environ 133 petajoules — ou 133 millions de gigajoules. Les véhicules électriques en circulation en consommeront la moitié, ce qui représente six fois plus que ce qui est actuellement utilisé par le trafic routier. Cette électricité doit être produite à partir de sources d'énergie renouvelables, en particulier l'énergie hydraulique et le photovoltaïque.

L'autre moitié devra alimenter les hybrides rechargeables et les piles à combustible des poids lourds, des technologies qui devront pour la plupart être importées. Ce scénario n'inclut pas, pour l’instant, la consommation du trafic aérien international.

Et les particuliers? Une étude (non encore publiée) de l'Institut Paul Scherrer, dont les résultats ont été présentés récemment par Stefan Hirschberg lors de la conférence du réseau de recherche sur la mobilité du SCCER, donne une image plus détaillée de ce à quoi pourrait ressembler le parc automobile suisse en 2050.

Dans un scénario où la Suisse n'émettrait plus de gaz à effet de serre sur son territoire, le parc automobile, estimé à 5,7 millions de voitures, serait composé d'environ 50% de voitures électriques, 15% de véhicules à pile à combustible et environ 30% d'hybrides rechargeables. Les voitures hybrides conventionnelles et les moteurs à combustion interne représentent les cinq pour cent restants.

La demande énergétique de ce parc automobile serait d'un peu moins de 50 pétajoules, ce qui est proche des chiffres précédents. Toutefois, comme l'étude de l'Institut Paul Scherrer ne porte que sur les voitures particulières, les valeurs ne peuvent être directement comparées.

Les comportements en matière de mobilité. Voilà pour la théorie. Car aussi prometteuses que soient les nouvelles technologies, elles ne permettront pas à elles seules d'atteindre l'objectif de zéro net pour les transports. Les comportements de chacun restent essentiels! Andrea Del Duce, responsable du groupe de recherche sur la mobilité durable à la Haute école spécialisée de Zurich, rappelle:

«L'électrification n'est qu'une partie de la solution.»

Pour atteindre les objectifs climatiques par la mobilité durable, dit-il, nous devons nous éloigner d'un système centré sur la voiture, et nous devons en réduire la demande. Les prévisions du gouvernement fédéral vont cependant dans le sens contraire et supposent que les kilomètres par passager, c'est-à-dire les distances parcourues annuellement par les personnes, continueront à augmenter à l'avenir. On estime que le transport aérien à lui seul pourrait augmenter de 50% au cours des 30 prochaines années. Mais comment faire pour que les gens conduisent moins et prennent moins souvent l'avion?

Dans la vie quotidienne, il est nécessaire de disposer d'alternatives efficaces et flexibles pour la voiture comme solution standard, entre un point A et un point B, explique Andrea Del Duce. Les éléments de ce système dit multimodal existent déjà aujourd'hui: scooters, vélos, voitures de location ainsi que trams, bus et trains. À l'avenir, il faudra les développer et les mettre en réseau, par exemple par le biais d'applications.

Les projets pilote. Un concept, de ce type, aussi appelé «Mobility as a service», a été par exemple testé par les CFF, dans le cadre de deux essais pilotes au cours desquels l’entreprise ferroviaire a proposé des abonnements généraux en combinaison avec l’accès en location à des voitures et vélos électriques. Les émissions moyennes de CO2 des participants ont diminué d'environ 30 %. Une autre étude le montre: en prenant un vélo électrique pour tous les trajets de moins de dix kilomètres, cela pourrait réduire de près de 20% les émissions liées à l'utilisation des voitures (sans tenir compte de l'électricité utilisée par le vélo).

L’enjeu de flexibilité. Andrea Del Duce soupçonne qu'un obstacle majeur à ce nouveau comportement de mobilité est la flexibilité que la voiture apporte par rapport aux transports publics… C'est pourquoi, dit-il, le développement d'une mobilité multimodale dynamique et flexible — où les bus, par exemple, ne circulent pas seulement selon l'horaire mais aussi à la demande — est si important pour s'affranchir du fait que beaucoup utilisent principalement la voiture.

L’ingénieur nuance toutefois:

«Les jeunes générations sont aujourd'hui plus sensibles à l'environnement et ont moins besoin de posséder une voiture.»

Le problème des 4x4 et SUV. Il reste étonné de voir à quel point la taille de la voiture est peu remise en question aujourd'hui. Plus la voiture est petite et donc plus légère, plus les émissions sont faibles. L'échange d'un 4x4 ou d’un SUV contre une petite voiture serait aussi un moyen efficace de réduire les gaz à effet de serre. Mais le problème, c’est que cela peut sembler peu attrayant, estime Christian Bach. Essayer quelque chose de complètement nouveau, comme une voiture électrique, pourrait être plus attirant pour les consommateurs.

L’étude à la loupe

Étude. Energieperspektiven 2050+

Commentaire. L'étude a été commandée par l'Office fédéral de l'énergie et préparée par les quatre sociétés Prognos AG, TEP Energy GmbH, Infras AG et Ecoplan AG. Elle montre les moyens possibles d'atteindre l'objectif de zéro net dans tous les secteurs d'ici 2050 et présente les résultats préliminaires.

Fiabilité. Etude officielle de la Confédération suisse.

Type d'étude. Modélisation.

Financement. Office fédéral de l'énergie.

Tableau de bord climat

Un suivi interactif des grands indicateurs du dérèglement climatique et de ses solutions.