La voiture «propre» n’existe pas, j’en possède une!

Editorial

Il ne se passe pas une semaine sans qu’on me dise: «Ah! Tu as une hybride! Et alors? Ca marche bien?» Je dois constater que la réputation de fiabilité d’une Toyota n’est pas surfaite. Il n’y a guère de défaut, à part celui que la batterie se vide si vous oubliez d’éteindre vos phares. Le comble pour un véhicule électrique! Cela dit, le surcoût du véhicule (environ 7.000 euros pour une voiture au confort équivalent) n’est pas remboursé par l’économie de carburant sur 150.000 km (soit moins de 3.000 euros), même en comptant la réduction fiscale de 3.200 euros, non valable pour les véhicules de société.
Mais alors, quel intérêt? Pour moi, c’est de rouler dans une voiture technologique et moderne qui colle mieux à mon image qu’une banale Audi, un gros 4x4 ou une décapotable, fût-ce une 2CV. Il y a 5 ans, j’avais une Fiat Multipla au LPG. J’aime bien éveiller l’intérêt et forcer la réflexion. Car la réalité est ce qu’elle est: nous sommes quasi tous, à des degrés divers et pour différentes raisons, devenus «accros» à l’automobile. Cette dépendance, historiquement récente à l’échelle de nos sociétés, est ménagée autant que possible par les pouvoirs publics.
Pourtant, si l’on souhaite réellement limiter les effets des changements climatiques et anticiper sérieusement l’«après-pétrole», il est grand temps de changer notre vision de la mobilité. Les émissions de gaz carbonique (CO2, principal gaz à effet de serre) dues aux transports représentent environ le quart des émissions mondiales de CO2. Un profond changement des mentalités s’impose donc, de manière à ce que la voiture devienne, à terme, le moyen de transport utilisé uniquement lorsqu’aucune autre possibilité –marche à pied, vélo, transports en commun, covoiturage, etc.– n’est envisageable.
La flambée actuelle des prix du pétrole devrait logiquement accélérer cette nécessaire –et salutaire!– mutation comportementale. Des investissements massifs dans les transports publics également. Les technophiles, quant à eux, parient avec optimisme sur les progrès technologiques pour régler les nuisances dues aux transports. Ils placent actuellement beaucoup d’espoirs dans les véhicules hybrides, très en vogue médiatique depuis quelques mois. Fuite en avant technologique ou réelle piste pour sortir de l’impasse climatique? C’est ce que ce dossier vous propose notamment de découvrir en replaçant les véhicules hybrides dans un contexte plus large: celui de la course à la prétendue voiture «propre».
Laurent Minguet

En Belgique, l’auto «écolo» est un flop

L’équation est simple: si tout le monde achetait les voitures les moins polluantes sur le marché, l’air de nos villes serait plus respirable et le climat moins malmené. En Belgique, les pouvoirs publics encouragent bien l’achat de tels véhicules –en ne se focalisant toutefois que sur les émissions de CO2–, mais ils rechignent à décourager l’acquisition d’engins fort polluants. Pourtant, les ventes de ces derniers explosent et celles des véhicules moins polluants diminuent globalement...

On est encore très loin du scénario idéal de la voiture électrique à pile à combustible alimentée par de l’hydrogène produit et stocké grâce à de l’énergie renouvelable (lire «Quelle voiture pour demain?»). Mais dès aujourd’hui, il est possible de se tourner vers des véhicules qui consomment peu, et donc, polluent moins. Quels sont ceux disponibles sur le marché belge? Tout dépend en réalité de ce que l’on entend par «pollution». S’il s’agit d’émettre le moins de CO2 possible par kilomètre parcouru, le Service public fédéral Mobilité et Transport publie chaque année son «Guide CO2», qui reprend plus de 50 marques de voitures vendues en Belgique, et qui classe les différents modèles selon ce critère unique (1).

Au classement 2004-2005, l’Audi A2 3L 1.2TDI partage la pole position avec la Volkswagen Lupo 1.2TDI 3L (81 grammes de CO2 par kilomètre), talonnées par la Smart ForTwo CDI (90 g de CO2 par km). Sur la troisième marche du podium: la Toyota Prius (104 g de CO2 par km), élue «voiture européenne de l’année 2005» en novembre dernier par 58 journalistes issus des quatre coins de l’Union. Il s’agit d’un modèle hybride équipé de deux moteurs: un thermique, à essence, et un électrique, alimenté par une batterie rechargeable (lire «Tout ce qu’hybride n’est pas or»).

Le flop des incitants positifs

En Belgique, les pouvoirs publics encouragent l’achat de ces véhicules «moins sales» (moins de 105 g de CO2 par km) par le truchement d’une réduction d’impôt équivalente à 15% du prix de vente. Les véhicules qui rejettent entre 105 et 115 g de CO2 par km sont quant à eux sujets à une réduction de... 3% seulement (2). Mais cette politique chèvre-choutiste, qui récompense modestement les «bons» comportements sans pénaliser les «mauvais», a des effets quasi insignifiants. Selon un premier bilan réalisé par la FEBIAC, sur les 237.356 véhicules neufs achetés entre janvier et mai 2005, seuls 5% d’entre-eux émettent moins de 115 g de CO2 par km. En fait, sur 344 véhicules vendus appartenant à la première catégorie (moins de 105 g), seulement 168 l’ont été à des particuliers, qui sont les seuls à pouvoir bénéficier de ces primes. Dans la seconde catégorie (105 à 115 g), 11.573 ventes ont été enregistrées, soit moins qu’en 2004 pour la même période! Au total, tous ces véhicules peu polluants ne représentent que... 0,14% du parc automobile (3). Une goutte d’eau dans un océan de CO2.

Ecotaxer les choix polluants

En revanche, les pouvoirs publics ne font absolument rien pour décourager l’achat de modèles très polluants, à l’instar du 4x4 diesel Touareg V10 de Volkswagen (346 g de CO2 par km) ou du 4x4 G500 Cabriolet de Mercedes (378 g de CO2 par km). Ce dernier engloutit pas moins de 20,9 litres d’essence aux 100 kilomètres en zone urbaine. Et avec la clim’, il dépasse les 28 litres (4)! Les associations françaises Agir pour l’Environnement et Réseau Action Climat ont d’ailleurs décerné à ces deux fossoyeurs du climat leur «Prix Tuvalu» du véhicule le plus polluant (respectivement en 2005 et 2004), du nom de cet archipel du Pacifique dont certaines îles sont directement menacées par la montée du niveau des océans.

Ecotaxer les véhicules très polluants, comme les 4x4, pourrait pourtant rapporter gros. En sept ans, les ventes de ces usines à CO2 ont plus que doublé en Europe. Durant la même période, Nissan, qui offre la gamme de tout-terrain la plus large du monde, a presque multiplié ses ventes de 4x4 par trois (5)...

Croissance et électoralisme

Sans doute ne s’attaque-t-on pas impunément à un secteur qui pèse lourd dans l’économie belge (6). Selon la Fédération belge de l’industrie automobile et du cycle (FEBIAC), les usines d’assemblage et les sous-traitants ont occupé quelque 75.000 travailleurs et représenté 14,5% des exportations belges en 2003. L’an dernier, le secteur de la distribution et de la réparation de voitures et de pièces représentait environ 80.000 emplois. Et le business de la bagnole (ventes et réparations) a ramené quelque 3,3 milliards d’euros dans l’escarcelle du Trésor, grâce à la TVA. Entre de juteuses rentrées fiscales et la menace à peine voilée de délocalisations (7), les mesures écologiques réellement efficaces (y compris pour l’Etat, auquel une écotaxe rapporterait de l’argent, alors que les réductions d’impôts déséquilibrent son budget) semblent tout simplement ne pas pouvoir trouver leur place.

Croissance et électoralisme obligent, seule la flambée des prix du pétrole semble en mesure d’enrayer la pollution due au trafic routier. Il est donc salutaire de s’en réjouir, d’autant que les émissions moyennes de CO2 des véhicules neufs stagnent lamentablement depuis 4 ans. L’accord volontaire signé en 1998 par les constructeurs automobiles européens avec la Commission ne sera donc vraisemblablement pas atteint. Cet engagement fixait un objectif de 140 g de CO2 par km émis en moyenne par les voitures neuves à l’échéance 2008, et de 120 g de CO2 par km à l’horizon 2012. Or, en 2004, cette moyenne était encore de 160 g de CO2 par km, soit 1,8% de moins seulement qu’en 2003 (8). Pour atteindre l’objectif fixé –ce qui est crucial pour respecter les engagements du protocole de Kyoto– une diminution annuelle de 3,3% s’impose. On en est loin.

Les hybrides au top

Il n’y évidemment pas que du CO2 qui est recraché par les pots d’échappement. Si l’on tient compte de toutes les émissions atmosphériques –CO2 mais aussi oxydes d’azote, hydrocarbures, particules fines, etc.– les champions toutes catégories sont la Toyota Prius et la Honda Civic IMA, les deux premiers véhicules hybrides à avoir été commercialisés en Belgique (9). Outre des émissions faibles de CO2 (104 g par km pour la Prius, 116 g pour la Civic IMA), ces deux hybrides satisfont d’ores et déjà aux critères de la norme EURO 4, qui sera obligatoire dans toute l’Union européenne pour les véhicules commercialisés après le 1er janvier 2006 (10). Tous les modèles qui les devancent dans le «guide CO2» ne répondent, eux, qu’à la norme EURO 3, beaucoup moins stricte.

Rouler «moins sale» dans un hybride reste cependant une option réservée à quelques happy few en Belgique. Toyota, par exemple, n’a vendu que quelque 180 Prius en 2004... Il faut dire que les prix des hybrides (27.000 euros pour la Prius de base, 22.000 pour la Civic IMA) restent élevés par rapport à des véhicules équivalents non-hybridés, et ce malgré le petit coup de pouce fiscal accordé depuis janvier 2005. Un avantage qui, par ailleurs, ne marque ses effets que deux ans après l’achat...

David Leloup

(1) Le Guide CO2 est consultable en ligne. Pour info, la moyenne européenne des émissions des véhicules est de 163 g de CO2 par km.
(2) Plafonds respectifs de 3.280 et 615 euros non indexés. Détails ici.
(3) «La voiture propre ne plaît pas», Le Soir, 16 et 17 juillet 2005. Résumé ici.
(4) D’après les chiffres diffusés par l’Agence française de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME).
(5) La Dernière Heure, 16 décembre 2004.
(6) Selon l’Office flamand d’investissements étrangers (FFIO), la Flandre figure au premier rang de l’industrie automobile européenne.
(7) Lire à ce sujet «La propension à réglementer nuit à la compétitivité de notre industrie automobile», FEBIAC, novembre 2004.
(8) «Carmakers failing to meet emissions pledge», Financial Times, 11 mai 2005.
(9) Depuis juillet 2005, un troisième modèle hybride est en vente sur territoire belge: le Lexus RX400h. Ce volumineux «tout chemin» de la gamme de prestige de Toyota coûte néanmoins la bagatelle de 58.000 euros. Il comporte trois moteurs (un thermique et deux électriques), consomme 8,1 litres aux 100 km en cycle mixte et rejette 192 g de CO2 par km.
(10) La norme EURO 4, par rapport à l’EURO 3 divise, pour les véhicules à essence, grosso modo par deux les émissions d’oxydes d’azote (NOx), d’hydrocarbures imbrûlés (HC) et de monoxyde de carbone (CO). Côté diesel, elle réduit d’environ 50% les NOx, le niveau de mélange de NOx et HC et la quantité de particules, et de 22% le volume de CO.

La voiture «propre» n’existe pas

L’industrie automobile a tout intérêt à cultiver le mythe. Pourtant, la voiture «propre» n’existe pas et n’existera jamais. De sa construction à la casse, elle génère des nuisances. Qu’elles soient environnementales, sociales ou éthiques.

Dans un récent pamphlet contre la «civilisation de la voiture», Hosea Jaffe, mathématicien Sud-Africain et militant anti-apartheid, a fait le calcul: l’industrie automobile représente environ 20% du Produit mondial net (c’est-à-dire la valeur ajoutée générée annuellement dans le monde). Un chiffre qui en fait de facto «la plus grande industrie capitaliste, bien plus encore que celle de l’armement» (1).

Sans le pillage organisé du tiers-monde, analyse Jaffe, l’industrie automobile n’aurait jamais atteint la place qu’elle occupe dans l’économie mondiale. Depuis sa création, cette industrie retire en effet des pays du Sud l’essentiel des matières premières qui lui sont nécessaires, ainsi que sa plus grande plus-value. Et des matières premières, il en faut assurément beaucoup: une voiture de 1,5 tonne contient 800 kg d’acier, 150 kg de fer, 112 kg de plastique, 86 kg de fluides, 85 kg d’aluminium et 62 kg de caoutchouc (2).

30 tonnes de matières premières

Mais en réalité, chaque nouvelle voiture nécessite pour sa construction 20 fois plus de matières premières que son seul poids, estime Matthias Zimmermann, président de la Fédération européenne pour le transport et l’environnement (3). Autrement dit, il faut 30 tonnes pour produire une seule voiture de 1,5 tonne. A ce sombre bilan, il convient d’ajouter 150.000 litres d’eau, divers détergents, solvants, enduits et autres produits chimiques, ainsi que 120.000 mégajoules d’énergie (environ 3 tonnes équivalent pétrole), toujours pour n’assembler qu’une seule automobile... (4)

La plupart de ces matières premières sont bien entendu extraites au Sud, grâce à une main-d’œuvre au coût défiant toute concurrence et aux droits sociaux limités voire inexistants –tout comme les contraintes environnementales...

Usine à gaz

On le sait, au cours de sa durée de vie, une voiture dopera l’effet de serre et polluera l’air de nos villes. Selon l’Agence internationale de l’énergie, le secteur des transports est responsable du quart environ des émissions mondiales de CO2, principal gaz à effet de serre (5). Des milliers de tonnes d’oxydes d’azote (NOx), de monoxyde de carbone (CO) et d’hydrocarbures imbrûlés (HC) sont par ailleurs rejetées chaque jour par les pots d’échappement des quelque 700 millions de véhicules qui sillonnent les routes de la planète. Les NOx sont des irritants qui peuvent altérer la fonction respiratoire et ils sont à l’origine des pluies acides et de la formation de l’ozone. Le CO résulte de la combustion incomplète des combustibles utilisés par les véhicules et se transforme ensuite en CO2. L’appellation HC recouvre une multitude de produits plus ou moins toxiques parmi lesquels le benzène ou certains HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques) sont clairement cancérigènes. Certains HC contribuent par ailleurs à la formation d’ozone de surface en réagissant avec le dioxyde d’azote (NO2) sous l’effet des ultraviolets.

15 mois de vie en moins

A cette litanie de polluants, il faut ajouter les PM10, ces particules fines en suspension dans l’air dont le diamètre est inférieur à 10 micromètres. Elles sont principalement émises par les véhicules diesel (41% des ventes d’automobiles en Europe en 2002). Trop petites pour être filtrées par le nez et les parties supérieures du système respiratoire, les PM10 pénètrent profondément dans nos poumons. Elles engendrent à la fois des troubles respiratoires et cardio-vasculaires, et sont considérées comme cancérigènes. Selon les estimations les plus récentes du programme «Air pur pour l’Europe» (CAFE), elles réduisent l’espérance de vie dans l’Union de neuf mois en moyenne. En Belgique, un des champions de la pollution de l’air, vu la densité de population, la perte d’espérance de vie s’élève à 15,4 mois (6).

L’Europe à la pointe du recyclage

En fin de vie, les voitures sont actuellement recyclées à près de 75%. Grâce à la directive européenne 2000/53/CE, les constructeurs doivent désormais prouver, avant de lancer une voiture ou une camionnette sur le marché européen, qu’au minimum 85% de leur poids est réutilisable ou recyclable et que 95% est valorisable. Le taux de recyclage devrait atteindre 95% à l’horizon 2015.

Ces mesures contraignantes n’ont pas leur équivalent en Amérique du Nord, par exemple. Là-bas, l’interdiction ou le recyclage de certains composants toxiques, comme les interrupteurs au mercure, sont encore loin d’être généralisés. Contrairement à l’Union européenne où ces interrupteurs sont désormais bannis, on estime que 8,8 à 10,2 tonnes de mercure, un puissant neurotoxique, sont rejetées inutilement dans l’atmosphère chaque année aux Etats-Unis et au Canada (7). Les interrupteurs à mercure sont tout simplement incinérés lors du passage des carcasses dans un four à arc utilisé pour récupérer l’acier de la carrosserie...

Un Holocauste tous les cinq ans

Au cours du XXe siècle, on estime à 20 millions le nombre de morts causées directement par l’automobile. Ce qui n’est finalement pas grand chose en regard du taux actuel de mortalité routière: 1,2 million de personnes perdent la vie chaque année sur les routes de la planète –soit l’équivalent d’un Holocauste tous les cinq ans– et 50 millions de personnes sont blessées ou handicapées (8). «Si l’on n’améliore pas tout de suite la sécurité routière, le nombre de morts sur les routes augmentera, selon les estimations, de 80% dans les pays à revenu faible ou intermédiaire d’ici 2020», prévient l’OMS qui estime par ailleurs à 518 milliards de dollars le coût annuel des accidents de la route dans le monde. En 2002, 1.353 personnes ont perdu la vie sur les routes belges (9). Soit un mort toutes les six heures trente.

Pollution atmosphérique, stress, exploitation du Sud, guerres pétrolières...: notre «civilisation de la bagnole» fait également de très nombreuses victimes indirectes, dont le nombre exact est difficile à évaluer. Cela pourrait paraître anecdotique, mais les embouteillages, par exemple, seraient responsables d’environ 8% des crises cardiaques dans les pays industrialisés. C’est ce que révèle une récente étude allemande publiée dans le New England Journal of Medicine: par rapport aux individus qui ne sont pas restés bloqués sur la route, les victimes de bouchons encourent trois fois plus de risques d’être également victimes d’une attaque cardiaque dans l’heure qui suit un embouteillage (10).

Un marginal dans le temps et l’espace

Le bilan de l’automobile sur la santé humaine et l’environnement est donc extrêmement lourd. «Même mue par un moteur au jus de carotte bio, l’automobile resterait la principale source de nuisances écologiques et sociales de nos civilisations», estime Vincent Cheynet, militant écologiste et co-fondateur de l’association Casseurs de pub (11). La voiture n’est pourtant pas une fatalité: là où les distances sont courtes et les transports en commun efficaces, l’automobile prend beaucoup moins de place. Ainsi, près d’une famille sur trois au Danemark vit sans voiture, et seul un New-Yorkais sur quatre possède un permis de conduire (12). Plus largement, 80% de la population mondiale n’utilise pas de voiture et il y a moins de 50 ans que l’automobile s’est généralisée en Europe. «L’automobiliste est un marginal tant dans le temps que dans l’espace», résume Vincent Cheynet.

Une autre mobilité est possible

Si les transports publics peu polluants (train, tram, métro) sont en crise presque partout, c’est «précisément parce que l’automobile les a acculés à la faillite», estime Hosea Jaffe. Pendant l’entre deux-guerres, écrit-il, plusieurs constructeurs automobiles, entraînés par Henry Ford, «achetèrent des lignes ferroviaires et des gares, et laissèrent beaucoup d’entre elles se transformer en friches inutilisables» (13). Cela afin de pouvoir commercialiser des autocars, pour remplacer le train. «Aux Etats-Unis, et dans la majorité des pays d’Europe occidentale, le nombre total de kilomètres de lignes de chemin de fer, jusqu’à nos jours, est resté identique à ce qu’il était lors du boom ferroviaire de la fin du XIXe siècle, lorsqu’il n’a pas diminué» (14). Résultat: des milliers de kilomètres de voies ferrées inutilisées depuis plus d’un demi-siècle et une myriade de gares vides ou en ruines. En Belgique, trois gares sur quatre ont fermé leurs portes au cours du XXe siècle (15). Or, estime Jaffe, les transports collectifs constituent des «éléments technologiques essentiels» pour lutter contre la pollution, les guerres et les dommages à l’environnement causés par l’automobile. Un grand réseau européen unifié de transports publics respectueux de l’environnement est donc plus que jamais nécessaire...

David Leloup

(1) Automobile, pétrole, impérialisme, Hosea Jaffe, Parangon/Vs, 2005.
(2) L’état de la planète, mars-avril 2005.
(3) «The myth that you can have your cake and eat it», Matthias Zimmermann, T&E Bulletin, n°89, juin 2000.
(4) L’état de la planète, ibid.
(5) «Comment évoluent actuellement les émissions de gaz à effet de serre?», Jean-Marc Jancovici, Manicore.com.
(6) MEMO/05/15, Commission européenne, 18 janvier 2005.
(7) «Toxics in vehicles: Mercury», Université du Tennessee, janvier 2001.
(8) «Journée mondiale de la Santé: l’accident de la route n’est pas une fatalité!», OMS, 7 avril 2004.
(9) La Libre Belgique, 28 avril 2005.
(10) «Exposure to Traffic and the Onset of Myocardial Infarction», New England Journal of Medicine, Volume 351:1721-1730, 21 octobre, 2004; Reuters, 21 octobre 2004. Stress et pollution seraient conjointement responsables du déclenchement des crises cardiaques.
(11) «L’impossible voiture propre», Vincent Cheynet, in Un pavé dans la gueule de la pub, Parangon, 2004.
(12) L’état de la planète, ibid.
(13) Automobile, pétrole, impérialisme, op. cit., p. 37-38.
(14) Ibidem.
(15) «Les petites gares font de la résistance», Imagine, n°49, mai & juin 2005, pp. 24-25.

Tout ce qu’hybride n’est pas or...

Les véhicules hybrides s’arrachent comme des petits pains aux Etats-Unis et font de plus en plus parler d’eux en Europe. Effet de mode ou réelle avancée technologique? Zoom sur une technologie «verte» qui est encore loin d’avoir atteint la maturité...

La voiture hybride est-elle l’avenir de l’automobiliste moderne? Pour de nombreux experts, elle se profile en tout cas comme l’étape technologique intermédiaire entre les voitures actuelles, à moteur thermique, et la voiture électrique alimentée par une à pile à combustible. Ses atouts: une consommation modeste (4,3 litres aux 100 pour la Toyota Prius; 4,7 litres pour la Honda Civic IMA), une pollution de l’air minimale (norme EURO 4) et quasi pas de bruit en mode électrique. Son prix, par contre, reste le principal obstacle à sa généralisation. Véritable concentré de nouvelles technologies, la Prius n’est pas encore rentable en regard des investissements en recherche et développement dont elle a fait l’objet.

Gros modèles uniquement

Pour cette raison, notamment, ce n’est pas demain la veille que Toyota ou Honda sortiront de petites citadines hybrides. Celles-ci coûteraient de 50% à 60% plus cher qu’un modèle équivalent à essence ou diesel, reconnaît-on chez Toyota. Ainsi, seuls les «gros» modèles, déjà chers, sont susceptibles de «diluer» le coût de cette technologie 100% japonaise, déjà achetée sous licence par Ford et Nissan. Ceux-ci annoncent chacun la commercialisation d’un hybride en 2006 aux Etats-Unis. De son côté, le groupe automobile allemand Volkswagen va développer, en partenariat, un hybride pour le marché chinois. Les premiers véhicules, des monospaces Touran, devraient être livrés aux organisateurs des Jeux olympiques de Pékin en 2008. Volkswagen travaille également sur d’autres projets de moteur hybrides, essence et électricité, pour les marchés européen et étasunien. Par ailleurs, Audi travaille avec sa maison-mère Volkswagen et son rival Porsche sur un moteur hybride, qui équipera notamment le nouveau tout-terrain Q7 d’Audi. Enfin, General Motors, DaimlerChrysler et BMW s’apprêtent à coopérer pour développer eux aussi un moteur hybride. Bref, cette technologie «verte» semble bien avoir le vent en poupe chez de nombreux constructeurs. Pour les beaux yeux de la planète? Pas du tout. Comme l’a observé Jean-Martin Folz, PDG de PAS Peugeot-Citroën, au dernier salon de l’automobile de Francfort, les annonces récentes de Volkswagen, BMW ou Porsche «concernent d’énormes voitures avec d’énormes moteurs. Le but n’est donc pas de réduire la consommation automobile globale, mais de rendre un peu plus acceptables ces voitures» (1).

Aujourd’hui, qui roule «hybride» sur la planète? Sur les quelque 154.000 véhicules de ce type vendus dans le monde en 2004, 39% l’ont été au Japon, mère-patrie de cette technologie, et 52% aux Etats-Unis (2). Le marché du Vieux Continent se classe donc très loin derrière...

En Californie, les gros pickups sont de plus en plus souvent délaissés au profit des hybrides, à tel point que les listes d’attente pour obtenir une Prius, par exemple, atteignent plusieurs mois. Entre 2000 et 2004, les ventes de véhicules hybrides aux Etats-Unis ont déjà progressé de plus de 1.000%. Et selon le site spécialisé Hybridcars.com, «on serait à la veille d’une explosion des ventes». Il est vrai que les hybrides sont «vachement cool» depuis que des stars comme Leonardo DiCaprio, Brad Pitt, Kirk Douglas, Jack Nicholson ou encore Cameron Diaz les ont adoptées... Si, pour l’instant, elles représentent encore moins de 1% des véhicules particuliers vendus chaque année aux Etats-Unis, ce chiffre double néanmoins tous les ans (3). Et avec 64% de parts de marché, la Prius occupe une place confortable face à sa principale rivale actuelle, la Civic IMA (31%).

Une hybridation limitée

Mais si elles emballent les Etasuniens, les hybrides de série actuelles ne provoquent guère d’engouement chez les spécialistes. «Sur le plan technique, cela reste des véhicules à faible taux d’hybridation: ils ne disposent pas de réelle autonomie en mode électrique "pur" et leur moteur électrique est d’une puissance nettement inférieure à celle du moteur thermique», précise Nicolas Naniot, ingénieur électromécanicien chez Green Propulsion, une spin-off de l’université de Liège qui développe des prototypes hybrides depuis 2001.

En effet, la batterie embarquée dans la Prius et la Civic IMA se recharge en roulant, lorsque le moteur thermique a atteint un bon rendement. Elle récupère également une partie de l’énergie cinétique lors des freinages. Mais son autonomie est tout à fait anecdotique: 2 kilomètres pour la Prius en mode électrique pur. La Civic IMA, elle, ne fonctionne jamais en mode 100% électrique. C’est pourquoi certains la qualifient d’hybride «light».

Dans leur laboratoire du Sart-Tilman, les ingénieurs de Green Propulsion –qui s’étaient fait remarquer en 2003 avec un prototype de VW Lupo hybride n’émettant que 60 g de CO2 par km–, poussent l’hybridation beaucoup plus loin que Toyota ou Honda. Comment? En utilisant des batteries au Lithium-ion (Li-ion) rechargeables sur secteur. C’est le principe des véhicules «plug-in» (que l’on branche sur la prise), qui ont deux principaux avantages: l’autonomie des batteries Li-ion est beaucoup moins limitée (environ 50 kilomètres actuellement) et l’électricité utilisée pour les recharger est générée par des centrales électriques au rendement optimal (ce qui est loin d’être le cas des moteurs thermiques!).

Green Propulsion augmente également le degré d’hybridation de ses prototypes via la technologie dite de l’hybridation «combinée série/parallèle»: grâce à une gestion électronique de pointe, il s’agit de marier au mieux les forces des deux types de propulsion thermique et électrique, en fonction des situations rencontrées.

Voitures et bus «plug-in»

Récemment, la spin-off liégeoise a présenté un prototype de Renault Kangoo diesel hybridé selon cette technologie. Un véhicule qui ne rejette que 93 g de CO2 par km pour une consommation moyenne de... 1,1 litre aux 100 kilomètres! Le hic, c’est que ces hybrides «plug-in» restent de coûteux bijoux technologiques. Green Propulsion a investit plus de 380.000 euros en recherche et développement pour concevoir cette Kangoo qui a reçu le second prix de l’innovation au salon EVS 21 des véhicules électriques hybrides et à piles à combustible, à Monaco, en avril dernier. «Pour en produire aujourd’hui une copie conforme, il faudrait environ 90.000 euros», explique Yves Toussaint, administrateur délégué de la spin-off. «Rien que pour les batteries, il faut compter 20.000 euros», ajoute Nicolas Naniot.

Les ingénieurs de Green Propulsion, qui planchent actuellement sur un bus hybride «plug-in» de 12 mètres de long, espèrent séduire les gestionnaires de flottes de véhicules utilitaires et de transports en commun. Une commande pour un premier prototype vient d’ailleurs d’être passée par la Société régionale wallonne des transports (SRWT). Le prototype, qui devrait être opérationnel fin 2006, roulera à Liège sur la ligne 58 reliant le centre-ville au campus du Sart-Tilman. Il utilisera la configuration hybride combinée développée sur la Kangoo avec, en première, des batteries au lithium-polymère. Par leurs itinéraires prédéfinis et leurs arrêts fréquents, les bus présentent un potentiel important en matière de réduction d’émissions de gaz polluants. «Nous pouvons nous attendre au minimum à 25% de réduction d’émissions de CO2», assurent les ingénieurs de la spin-off.

CO2 ou batteries polluantes?

Si, en termes de gaz d’échappement, les hybrides sont aujourd’hui les véhicules les moins polluants du marché, ils ont néanmoins un sérieux talon d’Achille: les batteries. Tout l’enjeu environnemental des véhicules hybrides se trouve ici: faut-il rejeter moins de CO2 (environ 20%) en ayant recours à des batteries polluantes ou pas? La réponse, qui dépend de multiples facteurs incertains, n’est guère évidente.

La Civic IMA, la Prius, et la Lexus RX400h sont toutes trois équipées d’une batterie Panasonic (Matsushita) au nickel métal-hydrure (NiMH), respectivement de 28 kg, 39 kg et 69 kg. Ces batteries, garanties 8 ans, contiennent divers composants, notamment de l’oxyhydroxyde de nickel, de l’hydroxyde de potassium, du lanthane et du vanadium (métaux rares), ainsi que du titane et du zirconium (métaux de transition) (4).

L’exposition chronique au nickel est un facteur de risque de cancer du poumon. L’hydroxyde de potassium (KOH) réagit violemment avec l’eau, est irritant et corrosif pour la peau, les yeux, les voies respiratoires et digestives. Un recyclage efficace est donc important. Actuellement, toutes les batteries défectueuses sont renvoyées au Japon chez Panasonic, «qui se charge du recyclage». A terme, celui-ci devrait être effectué en France par la SNAM (5). Toyota Belgique n’a pas été capable de nous fournir le taux de recyclage précis des batteries obtenu par son partenaire Panasonic. Quant à la SNAM, contactée par courriel à plusieurs reprises, elle n’a jamais daigné répondre à nos questions.

Recyclage pas encore au point

L’explication de ces silences se trouve sans doute sur le site Internet de SAFT, un producteur de batteries NiMH, qui précise que le processus de recyclage est toujours «en cours de développement» (6). Et effectivement, selon Tom Dougherty, directeur du département Advanced Battery and Hybrid Systems chez Johnson Controls, il n’existe pas à l’heure actuelle de filière de recyclage efficace et peu coûteuse pour les batteries NiMH, comme il en existe par exemple pour les batteries au plomb qui équipent tous les véhicules à moteur thermique (7). Information confirmée par Daniel Cheret, docteur en physique-chimie (CNRS) et Business Development Manager Battery Recycling au sein du groupe Umicore (lire «Les batteries, une charge pour l’environnement»).

Historiquement, les batteries NiMH ont émergé dans les années 90 pour remplacer les batteries au nickel-cadmium (NiCd), bien plus dangereuses pour la santé et l’environnement. Le cadmium est un métal lourd très toxique et cancérigène. Il peut notamment engendrer des complications aux reins, au foie et aux os. En Europe, ces batteries NiCd sont interdites depuis quelques mois seulement dans les jouets et les petits appareils portables (GSM, caméscopes, etc.). Mais pour toutes les autres applications (outils électriques, batteries industrielles, etc.), elles sont toujours autorisées malgré l’existence d’alternatives beaucoup plus «douces» pour l’environnement (8).

Aujourd’hui, la demande de véhicules hybrides aux Etats-Unis est telle que la production de batteries NiMH ne suit pas. Ford, qui commercialise notamment un 4x4 hybride (Escape), est le seul constructeur à avoir tiré publiquement la sonnette d’alarme, et ce à plusieurs reprises (9). C’est bel et bien cette pénurie qui explique les longues listes d’attente présentes chez tous les concessionnaires US.

Le lithium n’arrangera rien

Demain, les hybrides seront équipés de batteries au lithium (Li-ion ou Li-polymère), comme la plupart des GSM, ordinateurs portables et autres caméscopes numériques actuels. Principal avantage: une grande capacité pour un faible poids (10). Ces batteries offrent ainsi jusqu’à 50% d’énergie en plus que les batteries NiMH et le double de l’énergie des batteries NiCd (11). Concrètement, cela signifiera une bien meilleure autonomie en mode électrique «pur». Soit jusqu’à 300 km d’autonomie pour des vitesses dépassant parfois les 120 km/h, annonce Le Quotidien Auto (12). «Le prix reste néanmoins encore élevé car il n’y a pas de réelle production en série, tempère Nicolas Naniot. Il existe par ailleurs des risques potentiels d’incendie en cas de mauvaise utilisation. Par le passé, quelques accidents se sont produits lors de la mise au point des premiers véhicules équipés de ce type de batteries. Mais ces risques disparaissent avec l’utilisation d’une électronique de surveillance adéquate.» Quid des batteries en fin de vie? «Les sociétés de retraitement annoncent 100% de recyclage des éléments actifs».

Le hic, c’est que ces filières de recyclage sont encore très expérimentales et que la pollution des batteries se trouve également en amont, lors de leur production (lire ci-dessous). Celles au lithium contiennent toute une série de métaux –lithium, bien sûr, mais surtout cobalt, aluminium, cuivre et manganèse– dont l’extraction à partir d’un minerai génère davantage de pollution que celle produite en aval par le métal lui-même. Ce qui renforce l’importance d’un recyclage efficace...

En résumé, pour que les véhicules hybrides se montrent efficaces contre le réchauffement climatique, il faut qu’ils se généralisent massivement et rapidement. Sans quoi les réductions d’émissions qu’ils sont susceptibles d’entraîner ne produiront aucun effet à l’échelle globale. Or, leur essor n’est pas possible aujourd’hui par manque de batteries, dont la production ne suit pas. Par ailleurs, leur généralisation éventuelle entraînera –au moins temporairement– de nouvelles nuisances environnementales liées à la fabrication et au recyclage hasardeux des batteries.

Hybride essence = diesel = 10 arbres

Les réductions de la consommation de carburant –et donc des émissions de CO2– permises par les hybrides peuvent par ailleurs être obtenues à moindre coût, en utilisant par exemple un véhicule diesel équipé d’un filtre à particules. «Le meilleur rendement des motorisations diesel permet d’afficher un gain en CO2 de l’ordre de 20% par rapport aux motorisations essence à performances équivalentes», explique l’Agence française de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (13). Et 20%, c’est exactement la proportion moyenne de CO2 que permettent d’«économiser» les hybrides. Pour Jean-Martin Folz, président de PSA Peugeot-Citroën, «les gains de consommation de la voiture hybride essence n’ont donc pas de sens par rapport aux prix du diesel». Son chef de la stratégie et des produits enfonce le clou: «En combinant les technologies hybrides à la motorisation diesel, on obtiendra la meilleure prestation en termes d’émission de gaz à effet de serre et aussi le résultat le plus bas en termes de consommation» (14). Début 2006, PSA Peugeot-Citroën présentera ainsi un véhicule utilitaire doté d’un moteur hybride diesel, une démonstration sans garantie de fabrication (15).

Autre possibilité pour obtenir les mêmes réductions de CO2 qu’un hybride essence: optez pour un véhicule plus petit et moins gourmand en carburant. Ou encore: conservez votre véhicule actuel et plantez 10 arbres! Dans ce cas, votre consommation de carburant ne changera pas, mais vous éviterez le coûteux investissement que représente l’achat d’un hybride tout en réalisant les mêmes économies de CO2. En effet, sur sa durée de vie, la Toyota Prius permet d’éviter le rejet d’environ 3 tonnes de gaz carbonique (16). N’est-il pas plus simple de planter 10 arbres qui capteront la même quantité de CO2 sur la même période (17)?

David Leloup

(1) «Les constructeurs européens se lancent dans les voitures hybrides», AFP, 13 septembre 2005.
(2) Ce chiffre de 154.000 véhicules immatriculés concerne cinq modèles. Il est loin d’être modeste si on le compare, par exemple, aux 137.000 Renault Laguna ou aux 143.000 Citroën C2 vendues dans le monde l’an dernier («Un micromarché plein d’avenir», Le Journal de l’Automobile, 3 juin 2005).
(3) Le Soir, 15 mai 2005.
(4) «NiMH Batteries Tops in Hybrids», Nickel Magazine, mars 2004.
(5) Société nouvelle d’affinage des métaux, basée à Saint Quentin Fallavier, en Isère.
(6) SAFT, multinationale française, est le numéro un mondial de la production de batteries.
(7) «Nickel Metal Hydride Battery», Carlist.com, mars 2005.
(8) Fin 2004, le Conseil des ministres de l’environnement a décidé d’interdire partiellement les batteries NiCd dans les GSM et autres appareils portables, mais pas dans les outils (foreuses, etc.) ni pour les applications industrielles. Il faut voir là le résultat d’un lobbying acharné déployé par SAFT (premier fabricant mondial de batteries NiCd), Sanyo et Black & Decker.
(9) «Ford faces battery shortage problem in ’05 for Escape Hybrid», Automotive News, 26 octobre 2004. Et plus récemment, «Ford Asking for More Hybrid Batteries», WardsAuto.com, 12 mai 2005.
(10) le lithium est le solide le plus léger à température ambiante.
(11) «Tout sur les piles», Observatoire bruxellois de la consommation durable.
(12) Le Quotidien Aut, 13 février 2003.
(13) «La guerre du moteur propre a commencé», Le Figaro Economie, 9 août 2005.
(14) «Le hybride a le vent en poupe avec l’envolée des prix à la pompe, Reuters, 13 septembre 2005.
(15) La Libre Belgique, 14 septembre 2005.
(16) Environ 20 g/km (réduction d’émission de CO2) x 25.000 km/an (kilométrage moyen annuel) x 6 ans (durée de vie moyenne d’une auto) = 3 tonnes de CO2.
(17) Le rendement annuel d’une forêt ardennaise est de 3,2 tonnes de bois anhydre (sans eau) par hectare. Dix arbres espacés de 10 mètres chacun occupent en tout 10 ares, soit un dixième d’hectare. Le rendement annuel de ces 10 arbres est donc de 0,32 tonnes de bois anhydre. Sur cinq ans, cela représente un rendement de 5 x 0,32 = 1,6 tonne de bois anhydre. Comme le bois anhydre contient 50% de carbone pur (l’élément essentiel de la cellulose et de la lignine), 1,6 tonne de bois anhydre en contient 800 kg, ce qui correspond à 3 tonnes de CO2 absorbé puisque une tonne de CO2 contient 270 kg de carbone.

Les batteries, une charge pour l’environnement

Quel est le point commun entre un GSM, une visseuse électrique et une Toyota Prius? La batterie, pardi! Omniprésentes dans nos appareils électriques, elles nous ont fait entrer dans l’ère du «tout-rechargeable» sans que l’on ne s’en rende compte. Le point sur leur impact écologique avec Daniel Cheret, docteur en physique-chimie (CNRS) et chercheur chez Umicore.

En l’espace de dix ans, les «piles rechargeables» se sont implantées dans un nombre croissant d’objets de plus en plus importants dans nos activités quotidiennes. Du rasoir électrique à l’agenda électronique, de l’apirateur de table au balladeur MP3, de la visseuse électrique à l’appareil photo numérique, nos appareils ménagers, professionnels ou de loisir tendent à s’affranchir du fil électrique et des piles classiques au profit des batteries rechargeables, dont il existe plusieurs grandes familles: plomb, nickel-cadmium, nickel métal-hydrure et lithium.

Actuellement, seules les batteries permettent de stocker de l’énergie électrique à un coût relativement abordable. Mais qu’en est-il du coût environnemental? L’extraction des différents métaux qui rentrent dans la composition des «accus» est rarement neutre. La qualité et l’efficacité du recyclage des batteries en fin de vie varient fortement selon les familles. Pour les dernières générations, les filières n’existent tout simplement pas, ou n’en sont qu’à leurs premiers balbutiements... Le point sur l’impact écologique des différents types de batteries avec Daniel Cheret, docteur en physique-chimie (CNRS) et Business Development Manager Battery Recycling au sein du groupe Umicore.

Batteries au plomb (Pb)

Que deviennent les batteries au plomb, présentes dans toutes les voitures, lorsqu’elles arrivent en fin de vie?

Ce n’est pas toujours très clair. L’acide sulfurique et le plomb sont récupérés, mais que devient le plastique, qui est un petit peu contaminé par le plomb et par l’acide sulfurique? Il n’y a pas de marché pour ce plastique. Si on le fait fondre, le plomb s’évapore. Le marché du plastique de seconde main est extrêmement limité. Donc à quoi bon lancer une filière de tri? Puis «un» plastique, ça n’existe pas. Il y a toujours un mélange de différentes sortes de plastiques. Les applications sont très limitées. Ce plastique est donc mis en décharge ou lavé. Dans ce cas, il peut être revendu. Mais il faut alors déplomber l’eau de lavage et cela a un coût. Certaines entreprises poussent le recyclage jusqu’au bout, et l’utilisent pour faire de nouvelles batteries.

Que devient l’acide sulfurique lorsqu’il est récupéré?

Il peut être purifié et réutilisé. C’est un produit de base de l’industrie chimique. C’est ce qu’on appelle communément le vitriol (H2SO4). La demande est forte.

Y a-t-il des sous -produits toxiques générés lors de la purification de l’acide sulfurique?

A ma connaissance non. Du moins lorsque c’est fait proprement, dans les pays indistrialisés. Ailleurs, c’est une autre histoire... Le processus demande juste un peu d’énergie et du savoir-faire.

L’extraction du plomb lui-même est-elle polluante?

Pas spécialement. A ma connaissance, on n’extrait plus de plomb à partir de minerai. Une très grosse partie provient du recyclage. Les applications du plomb sont de plus en plus restreintes. Le recyclage suffit pour fournir le marché aujourd’hui.

Pourtant, le marché des voitures est en plein boom, notamment en Chine... Cela ne va-t-il pas entraîner de nouvelles extractions?

Honnêtement, je ne crois pas. Les collectes de produits qui contiennent du plomb sont de plus en plus efficaces et se développent. Le plomb est de plus en plus interdit dans toute une série de produits. A terme, on n’utilisera plus le plomb que pour faire des batteries et pour la protection des radiations X, parce que l’on n’a pas actuellement d’alternatives.

Batteries nickel-cadmium (NiCd)

Le cadmium, métal lourd et très polluant, est toujours utilisé dans les batteries de toute une série d’appareils électriques, notamment le matériel électrique de bricolage (foreuses, visseuses, ponceuses, etc.). Des alternatives existent pourtant: les batteries NiMH et celles au Li-ion. Pourquoi le Cadmium n’est-il pas purement et simplement interdit?

L’argument principal de l’industrie est le suivant: comme on atteint un taux de recyclage très important pour ces batteries NiCd, ce n’est pas un danger en soi pour l’environnement puisque les batteries et leurs composants ne sont pas rejetées dans la nature. Il a donc été décidé de bannir le cadmium, mais avec des exceptions. Et celles-ci représentent environ 80% du marché du cadmium aujourd’hui...

Batteries au nickel métal-hydrure (NiMH)

D’où provient le nickel utilisé notamment en grandes quantités dans les batteries des véhicules hybrides (Toyota Prius et Honda Civic IMA)?

Le nickel provient de l’extraction minière. La demande est très forte, notamment pour faire de l’inox (stainless steel). Au moins 60% du nickel utilisé dans le monde sert à en fabriquer. Il y a des mines un peu partout: au Canada, en Australie, en Russie... Les gros producteurs sont Inco, Falcon Bridge, Impala... qui font fortune actuellement en vendant leur nickel très cher. L’extraction repose sur un procédé classique d’extraction thermique: on extrait les terres, on les passe au four et on forme un alliage qui contient du nickel, alliage que l’on va ensuite raffiner.

Ce raffinage est-il dommageable pour l’environnement?

Non, c’est bien contrôlé.

Batteries au lithium (Li-ion et Li-polymère)

Le processus d’extraction du carbonate de lithium à partir de roches est-il néfaste pour l’environnement?

Dans la mesure ou ce sont des roches sédimentaires, il s’agit de carbonates et en général c’est très facile à extraire sans provoquer de dommages environnementaux. Mais attention: quand on parle de batteries Li-ion, le lithium représente moins de 1% du poids de la batterie! Les métaux les plus important sont le cobalt (15%), la partie acier métallique (20%), l’aluminium (20%) et le cuivre (8 à 10%). Il y a du fer également, mais sa proportion dépend de l’utilisation de la batterie: pour un ordinateur portable, le boîtier extérieur est en fer; par contre sur un GSM, il est en aluminium, beaucoup plus léger. Donc la proportion de fer peut varier de 5% à 25% et celle de l’aluminium de 20% à 40%.

Que représentent l’extraction de l’aluminium et du cuivre du point de vue écologique?

Ce n’est pas brillant. Surtout l’aluminium. Il est bien recyclé mais on en extrait toujours parce que la demande est très forte. Le gros problème est que l’extraction est très coûteuse en énergie.

Et l’extraction du cobalt?

C’est un procédé «hydro». La première étape consiste à dissoudre le minerai dans de l’acide sulfurique. Ensuite on réalise des dissolutions successives et on joue sur le pH pour purifier la solution. On termine le processus avec du chlorure de cobalt pur. Quand c’est fait dans les pays développés, il n’y a pas de problème: c’est bien fait car c’est très contrôlé. Dans des pays moins développés –la Chine pour ne pas la nommer–, c’est très différent. Tout n’est pas filtré, tout n’est pas remis dans la boucle... C’est toujours le risque.

Quid de l’extraction du manganèse?

Je ne sais pas. Mais effectivement, la question se pose dans la mesure où les batteries au lithium de nouvelle génération, qui sont en train de sortir pour l’instant, contiennent 1/3 de cobalt, 1/3 de nickel et 1/3 de manganèse.

Les mirages du recyclage

Fondamentalement, où en est-on aujourd’hui sur le plan du recyclage des batteries NiCd, NiMH et Li-ion?

C’est très variable. En Europe, la mise en décharge de certaines batteries NiMH ou Li-ion est encore autorisée dans certains pays. Dans d’autres, ces batteries sont collectées et «diluées» dans les volumes des autres types de batteries récupérées. Il faut savoir que 80% des volumes de batteries collectées, par exemple chez BEBAT [asbl qui organise la collecte, la gestion et la revalorisation des piles usagées en Belgique, NDLR], sont des batteries primaires, c’est-à-dire des petites piles alcalines. Ensuite on trouve 18% de batteries NiCd. Concernant les autres batteries –NiMH, Li-ion, etc.–, les quantités récoltées sont pratiquement négligeables. Elles sont en fait envoyées aux entreprises qui recyclent les batteries primaires, et elles les «diluent» simplement dans leurs stocks. Ces autres batteries ne sont donc pas recyclées, mais brûlées...
Le lithium, par exemple, n’est cependant pas rejeté dans l’atmosphère: il s’oxyde et se retrouve dans la scorie. Très souvent, la scorie est mise en décharge. Mais c’est comme un caillou: ça ne pose pas de problème pour l’environnement car le lithium est emprisonné dans une phase amorphe qui ne peut pas être lixiviée par de l’eau ou quoi que ce soit [la lixivication est l’extraction des constituants d’un composé soluble, au moyen d’un solvant, NDLR].

Les batteries NiMH présentes dans les moteurs des véhicules hybrides ne sont donc actuellement pas recylées...

Aujourd’hui, il n’y a aucune filière économiquement rentable qui fonctionne bien. Mais je pense que ça va bouger. C’est pour cela qu’Umicore a mis en place un nouveau procédé. S’il est aujourd’hui obligatoire de collecter les batteries au plomb des voitures et les batteries nickel-cadmium (NiCd) dans la plupart des pays européens, extrêmement peu de batteries NiMH [la plupart des «piles rechargeables» utilisées par les particuliers, NDLR] sont collectées. Ce n’est pas encore obligatoire dans l’Union européenne. Une directive est actuellement à l’étude au Parlement et au Conseil.

En quoi consiste ce nouveau procédé d’Umicore visant à recycler tous les types de batteries, y compris les NiMH et les récentes batteries au lithium?

La première étape est la fusion: on prend toutes les batteries mélangées et on les place dans un four afin de former un alliage qui va contenir tous les métaux, notamment du cobalt, du nickel, du cuivre et du fer. Ensuite cet alliage est traité ici, en Belgique, dans l’installation de raffinage que nous avons à Aulen, à côté d’Herentaals [à 30 km d’Anvers, NDLR]. Pour que la filière soit économiquement viable et pour pouvoir faire des économies d’échelle, un procédé centralisé s’impose. Même en comptant la pollution engendrée par les camions qui livreraient de vieilles batteries collectées à l’étranger, l’écobilan de notre procédé est positif. Il tourne actuellement à une capacité de 1.000 tonnes/an. Nous sommes en train de construire une installation industrielle qui aura une capacité de 3.000 à 4.000 tonnes/an. Un frein potentiel, cependant, est l’éventuelle limitation du transport transfrontalier de batteries, car ce transport est considéré comme dangereux. Cela part d’une bonne intention, mais la conséquence est qu’il devient difficile de collecter, stocker et transporter des batteries, parce qu’il faut les déclarer comme «matériaux dangereux». Le risque est que plus personne finalement ne souhaite se charger de ces tâches, à cause de la paperasserie administrative que cela entraîne.

Entretien: D.L.

Quelle voiture pour demain?

Bien malin qui pourra prédire la nature du parc automobile d’ici 10, 20 ou 30 ans. Une chose semble sûre, cependant: il sera le reflet de plusieurs technologies qui cohabiteront ensemble. Petit tour d’horizon et perspectives.

Dans un premier temps, il reste encore pas mal de choses à faire pour améliorer les bons vieux moteur à pistons mis au point par Karl Benz en 1886, et Rudolf Diesel en 1893. On a certes déjà inventé l’injection électronique pour les moteurs à essence, l’injection haute pression et le common rail pour les diesels, les multisoupapes, les turbocompresseurs... Mais malgré toutes ces innovations, le moteur à pistons a toujours un rendement faible: 33% environ pour le moteur à essence et de l’ordre de 40% pour les meilleurs diesels. Autrement dit, seul un tiers de l’énergie contenue dans un litre d’essence est restituée sous forme d’énergie mécanique. Peut mieux faire, d’autant qu’il s’agit du rendement optimal. Le rendement moyen, lui, est plutôt compris entre 15% et 25%...

Autre problème: le moteur à piston supporte mal les à-coups de la circulation urbaine. Résultat, il surconsomme et surpollue. Pour y remédier, constructeurs et ingénieurs planchent notamment sur la «combustion homogène» pour les voitures particulières à moteur diesel. Ce processus d’allumage atteint des niveaux extrêmement faibles d’émissions de NOx et de particules, sans compromettre le rendement du moteur (1).

Mais à très court terme, la voiture de demain ressemblera sans doute très fort aux hybrides actuelles. Avec un «plus» important: un moteur –essence ou diesel– à régime constant, qui offre un rendement bien supérieur. Ce moteur pourrait alimenter par ailleurs une batterie au lithium couplée à un moteur électrique, beaucoup plus performant en ville. Les nombreux avantages des batteries au lithium (recharge plus rapide et autonomie accrue) pourraient par ailleurs révolutionner la voiture électrique «pure» (2) –un flop commercial jusqu’ici, notamment à cause d’une autonomie limitée (une centaine de kilomètres tout au plus).

Forces et faiblesses de l’hydrogène

Après les électriques pures «au lithium» et les hybrides «à régime constant», ce sera peut-être la voiture à pile à combustible qui s’imposera. Elle fonctionne à l’hydrogène, roule sans bruit car son moteur est électrique, et ne produit comme seule émission qu’un peu de vapeur d’eau.

Deux problèmes majeurs doivent cependant être encore résolus: la production et le stockage de l’hydrogène, gaz très abondant sur terre mais qui n’existe pas sous sa forme libre (H2). Il se lie spontanément à d’autres éléments comme l’oxygène ou le carbone pour former de l’eau ou des hydrocarbures. Il faut donc extraire l’hydrogène de ces molécules, ce qui nécessite de l’énergie. L’idéal serait d’utiliser des énergies renouvelables, car il faut dépenser plus d’énergie pour électrolyser l’eau qu’on en obtient en contrepartie sous forme d’hydrogène (5 kWh sont nécessaires pour produire un m3 d’H2 qui ne renferme que 3 kWh). Certains imaginent par exemple de grands parcs de panneaux solaires installés le long des côtes ou des points d’eau en Afrique. D’autres proposent d’utiliser, en Islande ou au Canada par exemple, l’énergie hydroélectrique «perdue» pendant la nuit (quand la demande est très faible) pour électrolyser de l’eau et ainsi stocker sous forme d’hydrogène au moins une partie de cette énergie gratuite qui nous file quotidiennement entre les doigts.

Mais ces projets resteront du domaine de la science-fiction tant que l’on n’aura pas résolu la question du stockage. Plusieurs voies technologiques sont envisagées (compression, liquéfaction, borhydrure de sodium, hydrures métalliques, nanotubes et nanofibres de carbone) mais, pour différentes raisons, aucune n’est actuellement satisfaisante (3). Par exemple, le stockage sous forme comprimée est l’un des plus utilisé aujourd’hui, notamment par PSA, Nissan et DaimlerChrysler. A Munich, Chicago, Détroit ou Hambourg, des stations services à hydrogène existent déjà. Mais il faut beaucoup d’énergie pour générer les pressions de 200 à 700 bars nécessaires à la compression d’H2. Même problème pour le stockage sous forme liquide, qui nécessite de refroidir l’hydrogène à -253°C. Bref, fabriquer et stocker assez d’hydrogène pour propulser le parc automobile actuel sans générer de gaz à effet de serre reste un vrai défi technologique!

Certains prototypes de voitures électriques à pile à combustible fonctionnent actuellement avec des carburants fossiles, principalement le gaz naturel (méthane ou CH4) ou des hydrocarbures liquides comme le méthanol (CH3OH) ou l’éthanol (C2H5OH) qui eux, ne nécessitent pas d’être comprimés. Un petit dispositif embarqué appelé «réformeur» convertit, en temps réel, le carburant fossile en hydrogène selon les besoins du moteur. Mais le réformage des hydrocarbures génère du CO2. Dans le cas du méthane, c’est «autant de CO2, voire plus, qu’un moteur classique», avertit Nicolas Naniot. De plus, le stockage du méthane, sous pression en bombonnes, nécessite de l’énergie: celle-ci provient actuellement soit d’une centrale électrique turbine-gaz-vapeur (TGV) qui génère du CO2, soit d’une centrale nucléaire qui produit des déchets radioactifs. Bref, le bilan du réformage n’est pas très écologique...

Troisième problème lié à l’hydrogène: son rendement. Un m3 d’H2 renferme seulement 3 kWh d’énergie, soit l’équivalent de 0,3 litre d’essence. Ainsi, un réservoir de 50 litres d’hydrogène comprimé à 200 bars est équivalent à 3 litres d’essence, soit moins de 100 km d’autonomie. Rouler à l’hydrogène nécessiterait donc de faire très souvent le plein...

Les limites des biocarburants

Une autre piste, pour alimenter les moteurs thermiques cette fois, est souvent mise en avant: celle des biocarburants. Aux Etats-Unis, la production d’éthanol à partir de maïs augmente de 30% par an. Ce carburant «vert» est même en passe de devenir compétitif sans subsides (4). En Europe, la production de biodiesel est en plein boom, notamment en Allemagne où elle augmente de 50% par an depuis 2002 (5). Si les biocarburants deviennent de plus en plus abordables, un calcul simple montre pourtant que l’offre n’atteindra malheureusement jamais la demande.

La France comporte moins de 30 millions d’hectares (Mha) de surfaces agricoles. Quand bien même toutes ces surfaces seraient converties en cultures de biocarburants, dont le rendement net par hectare est de 1 tonne en moyenne, on obtiendrait au maximum 30 millions de tonnes (Mt) de «pétrole vert». On serait loin d’étancher la soif des transports français qui consomment actuellement plus de 50 Mt de pétrole. Plus concrètement, comme on ne pourrait réalistement consacrer que les jachères françaises à la production de carburants verts, soit 1,5 Mha pouvant produire 1,5 Mt de biocarburants, seuls 3% de la consommation des transports français pourraient être couverts!

Une étude récente a également été conduite au Luxembourg, en vue de faire rouler les bus de la capitale au biocarburant. Les résultats sont tout aussi édifiants: «Il faudrait couvrir la totalité des zones vertes du Grand-Duché –y compris les zones privées!– par des plantations de colza pour couvrir la consommation des bus de la ville de Luxembourg, explique Nicolas Naniot. Conclusion, les biocarburants peuvent réduire les émissions de CO2 mais uniquement par dilution de l’ordre de 5% dans les carburants actuels».

Parallèlement à toutes les pistes hi-tech explorées pour façonner la voiture de demain, les constructeurs poursuivent aussi des objectifs plus modestes. Ils cherchent à réduire la consommation en perfectionnant les carburants (6), en améliorant l’aérodynamisme, en utilisant des matériaux plus légers, en développant de nouveaux pneus à «basse résistance au roulement», etc. Ambition technologique et pragmatisme sont les deux mamelles du progrès...

D.L.

(1) «Vers des voitures particulières diesel plus écologiques», Cordis, 1er août 2005.

(2) Il existe trois types de véhicules propulsés par un moteur électrique: le véhicule électrique «pur» alimenté par une batterie qui se recharge sur une prise classique, le véhicule hybride qui associe le thermique à l’électricité pour plus d’autonomie (ex.: Toyota Prius), et le véhicule électrique à pile à combustible, qui produit sa propre électricité à partir de l’hydrogène.

(3) «Les piles à combustible», Anne-Sophie Corbeau (ingénieure diplômée de l’Ecole centrale de Paris).

(4) «Stirring in the corn fields», The Economist, 14-20 mai 2005, pp.67-69.

(5) «Biofuels situation in the European Union», US Department of Agriculture, 23 mars 2005.

(6) Depuis fin avril, en Belgique, le pétrolier français Total commercialise l’Excellium, une essence enrichie par différents additifs (notamment un modificateur de friction pour réduire la consommation générale, des adjuvants qui permettent de réduire de 5% les rejets de CO2, des détergents spécifiques pour maintenir la propreté des soupapes et des mécanismes d’injection). Le géant anglo-néerlandais Shell a quant à lui lancé fin août sur le marché belge son «diesel extra» pour une meilleure protection des moteurs, et début septembre son essence V-Power, censé offrir «une combustion supérieure et de meilleures performances».