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La voiture électrique 2.0

Thierry Mahé

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La voiture électrique 2.0

L'usine de Nersac (Charente) produira 3 millions de batteries lithium-ion par an entièrement dédiées à l'automobile.

© D.R.

On la croyait morte. La voiture électrique repart de plus belle grâce à de nouvelles technologies et... de nouveaux modèles économiques.

Si cette fois, ce n'est pas le départ du véhicule électrique (VE), c'est à désespérer. Jamais, en effet, autant de conditions n'ont été réunies pour voir nos villes envahies par des véhicules propres et silencieux. Dès cette fin de décennie. Ces VE ne seront plus seulement dévolues aux flottes d'entreprise de la Poste et d'EDF, mais aux loueurs et aux particuliers. Car aux facteurs incitatifs, comme le prix du pétrole ou les aides gouvernementales en faveur des voitures propres (5 000 euros), se joint la maturité des technologies de batteries - les seules en lice à court terme sont au lithium. Et l'avènement de nouveaux modèles économiques, "lissant" le coût prohibitif des batteries.

Signe des temps, le loueur de matériel professionnel Kiloutou vient d'annoncer, en ce début d'année, ses premières commandes de véhicules électriques (Fiat Doblo et Porter Électrique) au réseau de distribution de Newteon. Et Daimler teste depuis quelques semaines une flotte de cent Smart électriques à Londres, pour une production en série vers 2010.

Pour autant, plusieurs solutions de VE sont en lice. Ou plutôt, deux grandes familles de solutions. La première est une extension du véhicule hybride tel que l'a popularisé la Toyota Prius. Avec la technologie dite "plug-in", on peut recharger la batterie sur une simple prise de courant, et non plus seulement via le moteur thermique.

Location de batteries sur un forfait mensuel...

La deuxième voie, de nature économique, prône le tout-électrique mais vise à déconnecter le véhicule de son pack de batteries. Celles-ci s'échangent comme une bouteille de gaz, et surtout, elles sont louées et non plus achetées. D'où confort, autonomie, et coût "indolore". Au prix, il est vrai, d'une logistique industrielle sans faille. C'est presque considérer le véhicule électrique comme un téléphone portable, très abordable à l'achat, mais rentabilisé par l'opérateur via l'abonnement.

C'est dans ce pari que Renault et sa filiale Nissan ont suivi le projet Better Place, du nom de la société à capital-risque, créée en octobre dernier par un ancien responsable de SAP, Shai Agassi. L'expérience grandeur nature sera menée en Israël dès 2011. Les véhicules, reconçus sur la base de modèles existants, comme la Renault Mégane, seront alimentés par des batteries au lithium-ion (fournies par une filiale de Nissan et NEC) et disposeront d'une autonomie d'environ 150 km. Ces voitures seront très compétitives à l'achat, même pour des particuliers. Mais aussi plus économiques à l'exploitation que des voitures à essence. Les batteries seront louées sur la base d'un forfait mensuel tenant compte, sans doute, du kilométrage. Le projet s'appuie par ailleurs sur une géolocalisation embarquée des points de recharge et sur une mesure précise de l'autonomie.

Le choix d'un pays dense et de faible superficie comme Israël est judicieux. Cependant, même dans ces conditions "idéales", le projet est... fou ! Better Place estimant à 500 000 le nombre de bornes de "rechargement" sur le territoire israélien. Que dire d'un État comme la Californie, quelque vingt fois plus vaste ! C'est pourquoi des villes saturées comme Londres ou les vastes cités japonaises seront parmi les premières à suivre l'exemple.

... Ou moteur hybride à technologie plug-in

La nécessité d'un ravitaillement fréquent fera d'ailleurs du véhicule électrique un objet très communicant. Ce qui sert du même coup une vaste gamme d'applications qui vont du diagnostic à distance à la gestion intelligente de flotte. C'est pourquoi une compagnie norvégienne comme Think Global (voir enadré p. 38) se définit plus volontiers comme fournisseur de services que constructeur d'automobiles. Point de vue pris très au sérieux par les investisseurs californiens du projet "Th!nk", à commencer par les deux fondateurs de Google !

Une autre voie semble tout aussi prometteuse, en continuité directe du véhicule hybride, qui fait cohabiter moteur thermique et motorisation électrique. C'est la technologie "plug-in" (PHEV en anglais) : les batteries sont non seulement alimentées par le moteur thermique, mais peuvent également être rechargées comme celles d'un véhicule électrique. Mais ici, les batteries sont également beaucoup plus capacitaires. Là où une Toyota Prius n'effectue que quelques kilomètres en mode tout électrique, les plug-in pourraient parcourir un cycle urbain tout électrique, pour ensuite basculer en mode thermique sur voie rapide.

Les deux grands promoteurs de cette technologie ne sont autres que les leaders mondiaux : Toyota et General Motors (GM). Tous deux testent depuis fort longtemps cette technique mais se sont refusé au lancement commercial en raison du manque de maturité industrielle de la filière lithium-ion, ici indispensable. Et les deux visent préférentiellement le marché américain, vers 2010-2011. À cette fin, Toyota va troquer les batteries de nickel-métal hydrure de faible capacité de la Prius contre de "confortables" lithium-ion, fabriqués via un accord avec son fournisseur historique Panasonic EV Energy Co, filiale commune à Matsushita.

Quant à GM, présentant son concept-car Volt au dernier salon de Detroit, il déclarait « n'avoir pas encore résolu le problème des batteries ». En particulier au regard de la sécurité des accumulateurs lithium-ion, parfois défaillante dans des objets portables. Le constructeur a pourtant audité 27 fabricants mondiaux d'accumulateurs lithium-ion. L'un des industriels les mieux notés serait l'américain A123 Systems, une start-up essaimée du MIT (Massachusetts Institute of Technology, Boston) : leur batterie subit moins de pics de température. À noter que la même start-up a la cote auprès de Renault-Nissan qui bâtit deux projets indépendants de véhicules basés sur la technologie de A123 Systems, en concurrence avec celle de Nissan-NEC.

Le marché chinois s'enflamme

En outsider, mais sur un marché très étroit, la voiture de sport. L'américain Fisker Automotive pourrait brûler la politesse aux deux géants. Son Fisker Karma serait en effet commercialisé dès l'an prochain. L'autonomie tout électrique de cet hybride plug-in à batteries lithium-ion est de 80 km.

Le marché chinois s'enflamme de même pour ces véhicules plug-in. Témoin, le chinois BYD Auto qui pourrait lancer localement sa F6DM (DM pour dual mode) dès cet été. Cette annonce laisse cependant sceptique, au regard de la jeunesse du constructeur (cinq ans) comme de sa non-maîtrise des gros accumulateurs.

Sur le marché chinois, beaucoup plus sérieuse semble la stratégie du constructeur SAIC Cherry, qui a déjà investi près de 180 millions d'euros dans son usine de voitures électriques et hybrides. L'entreprise chinoise est en effet connue pour ses nombreux partenariats comme ceux avec Fiat et Chrysler. Elle pourrait, de plus, bénéficier des batteries lithium-ion de Saft.

LA SUPERCAPACITÉ DANS LES STARTING-BLOCKS

Le groupe Bolloré est peut-être en train de faire coup double. Se placer quasiment seul au monde sur le marché des batteries lithium-ion-polymère - entièrement solides, donc sûres, contrairement au lithium-ion. Et créer, avec l'américain Maxwell, la première source industrielle de supercondensateurs. Ce, grâce à une grande maîtrise de l'extrusion de films polymères de l'ordre du micron. Un art issu de l'industrie des condensateurs. À mi-chemin du condensateur et de l'accumulateur électrochimique, ces composants peuvent produire une puissance (énergie en un temps court) phénoménale. La technologie est loin d'avoir atteint ses limites. Ainsi, le MIT (équipe de Joel Schindall) met-il en oeuvre l'attirail des nanotechnologies pour rendre plus spongieuse encore l'électrode. Quant à l'américain EEStor (Texas), il clame obtenir de meilleurs résultats avec un isolant qu'un électrolyte... Les "supercapas" offrent un immense intérêt, même dans les véhicules "classiques", pour dimensionner au plus juste les systèmes "gourmands" du véhicule, encaisser des à-coups d'énergie, faire du freinage récupératif. Ainsi, l'équipementier allemand Continental achètera-t-il, à compter de 2009, ces composants pour la Série 5 de BMW. L'industrie du poids lourd et du ferroviaire est aussi très demandeuse.

DEUX USINES FRANÇAISES DE BATTERIES

Saft et Johnson Controls, via leur filiale commune, ont lancé fin janvier, dans une usine neuve, la production de batteries lithium-ion pour l'automobile, dans leur usine de Nersac (Charente). 15 millions d'euros ont été investis, pour une capacité estimée à terme à 3 millions d'éléments par an. C'est une première mondiale dans le domaine des batteries de nouvelle génération, entièrement dédiées à l'automobile. La version hybride Mercedes Classe S 400 bénéficiera dès 2009 de cet investissement. Le même site produira des batteries nickel-cadmium pour le marché chinois (groupe Chery), où la loi autorise le cadmium dans les applications mobiles. Au même moment Batscap (groupe Bolloré) inaugurait à Ergué-Gabéric (Finistère) son usine de batteries de supercapacité de type lithium-ion-polymère. Capacité de production : un million d'unités par an.

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