Francfort, Genève, Pékin. Depuis plusieurs mois, les constructeurs1 présentent en nombre des véhicules hybrides et électriques. Mai 2010, les essais in situ de la Toyota Prius « Hybrid Plug-in » démarrent à Strasbourg. Déjà 6 candidats au projet Auto’ Lib de Paris pour un démarrage prévu en 2011. La Peugeot Ion électrique commercialisée en octobre. Renault qui promeut le tout électrique et l’échange de batteries « quick and drop ». Même Ferrari nous gratifie d’un bolide « vert » la 599 Hybrid Supercar ! Du concept car au développement, quelle réalité pour le marché ? État des lieux des forces en présence et de leurs partis pris ; des facteurs clés et des enjeux pour la voiture de demain. Plus qu’un article, un dossier complet.
Les forces en présence et leurs partis-pris technologiques
La récupération d’énergie au freinage et en décélération est commune à ces 5 technologies. De même que le stockage dans des batteries. Au passage, le stop and start n’est pas une hybridation…
ü Le « full hybrid ». Acteur historique, Toyota est le leader de la technologie hybride. Sur la Prius actuelle et très bientôt l’Auris, c’est le système hybride série/parallèle. Il peut utiliser pour la motricité l’électricité seule, coupler énergie électrique et thermique et générer de l’électricité à partir du moteur thermique. Les batteries ont une capacité de stockage faible et l’autonomie en tout électrique très limitée (quelques km). Ce principe est retenu par PSA dans ses projets Hybrid4, mais dans une configuration étonnante. La partie électrique, standardisée est installée à l’arrière. Elle offre la propulsion en mode tout électrique (4,5 km d’autonomie) et 4x4 de manière occasionnelle. Hors le cas particulier de PSA, le principe du full hybrid est aujourd’hui largement développé. Il est utilisé notamment par le groupe Ford et présent dans sa formule compétition en Formule 1 (le KERS). BMW, Mercédès, Audi, Ferrari, Volkswagen, etc. s’inspirent de ses principes dans leurs projets.
ü Le « mild hybrid ». Honda, propose un hybride parallèle, plus simple, moins couteux, d’un faible poids et encombrement. Il est conçu pour fournir une assistance à la motorisation thermique. C’est l’Integrated Motor Assist (IMA). Il n’est pas conçu pour être autonome en mode tout électrique.
ü Le « plug-in hybrid ». C’est encore Toyota qui en sera le précurseur. L’autonomie en mode tout électrique est augmentée (jusqu’à 20km) par des batteries à plus forte capacité. Les batteries peuvent être rechargées de manière autonome, sur des bornes de recharges dédiées.
ü Le « full electric ». Renault s’illustre dans ce domaine en proposant dans les prochaines années rien moins que 4 modèles, et 3 modes de recharge : lente, rapide et par échange de batteries (technologie quick and drop, développé en collaboration avec Better Place). Le Groupe Bolloré, Think, Heuliez, etc. souhaitent se positionner sur ce marché. Tandis que Mini, Smart teste d’ores et déjà des véhicules et que quasiment tous les constructeurs ont des projets dans leurs cartons.
ü Le « electric with range extender ». Littéralement l’électrique à autonomie augmentée. Présentée par Chevrolet (Volt) et Opel (Ampéra), du groupe General Motors, la motricité est 100 % électrique. Un moteur thermique (générateur ou groupe électrogène) autonome et optimisé produit de l’électricité stockée dans les batteries pour augmenter l’autonomie.
L’autonomie, le premier facteur clé
Les Américains font en moyenne 40 miles par jours, les Français 20 km. Sur les modèles hybrides (mild, full et plug-in), la question de l’autonomie ne se pose pas. Pour les véhicules tout électrique, l’autonomie annoncée est de 130 km chez PSA2 — 160 km chez Renault3 — 250 km chez Bolloré4, — 236 miles (380 km) et bientôt 300 miles (480 km) chez Tesla5. Un client, avec le Tesla Roadster en utilisation réelle a parcouru le record de 311 miles (500 km). Pour les électriques à autonomie augmentée, l’autonomie annoncée par Chevrolet pour sa Volt est de 40 miles (64 km) en tout électrique et 300 miles (480 km) avec l’extender/le générateur.
Ceci posé, l’autonomie sera sans aucun doute un des premiers freins au développement du tout électrique. Entre autonomie annoncée et autonomie réelle, selon les parcours (ville, route), les conditions de circulation (fluide, embouteillage), l’utilisation ou non d’équipements (climatisation, phares, radio, etc.), la peur de la panne et l’obligation de toujours calculer, même en ville, va en rebuter plus d’un. C’est là un frein majeur au développement du tout électrique. Les systèmes d’information (borne de recharge la plus proche, autonomie restante, etc.) devraient tenter de compenser ce (lourd) handicap.
Le consentement à payer des clients, facteur clé à égalité avec l’autonomie !
Les clients particuliers. Le prix des nouvelles solutions (plug-in, full electric et electric range extender) n’est pas encore parfaitement connu. Seules des estimations (élevées) sont avancées. À l’heure ou les véhicules « low cost » cartonnent et ou la crise maintient un niveau élevé de chômage, les clients, dans leur grande majorité, ne sont pas prêts à augmenter leur budget voiture.
Par ailleurs, peu de clients raisonnent leur véhicule en cout complet (achat, financement, entretiens, réparations, assurances, parking, consommations). Dès lors, les formules de location ou d’abonnement mettront du temps à s’installer. Même si le plein d’électricité ne coute que quelques euros (estimé de 2 à 4 euros). Ce sont donc des clients aisés et/ou convaincus qui consentiront le surcout et les contraintes. Avec, vraisemblablement, un effet de mode du côté des « geeks » et des « early adopters »…
Les clients professionnels et entreprises publiques. Habitués à la gestion fine de leur parc, à la connaissance parfaite des couts et des trajets, ils vont constituer l’essentiel des commandes. L’état français s’est engagé sur une commande de 100.000 véhicules sur 5 ans. Mais ça représente quoi en % de la commande publique ? Le modèle auto-partage (auto’lib, etc.) devrait lui aussi se développer, mais, à l’instar de sa version deux roues, la question de la dégradation devrait pénaliser son développement. À observer dans le temps. Enfin, les loueurs ont marqué un intérêt significatif.
Les infrastructures : des milliards d’euros et plusieurs dizaines années.
Sur le sujet, Renault a multiplié les coopérations6 et partenariats, sentant qu’il y avait la une condition majeure de succès. Les grands acteurs des parkings sont engagés. De même que les loueurs. Mais créer l’infrastructure collective et individuelle ad hoc, ce sont des milliards d’euros et sur plusieurs dizaines années. Et quels rôles vont jouer les pétroliers et opérateurs de stations-services, sachant que leur maillage naturel serait un accélérateur ? Facteur limitant, une borne c’est 15 m2 au sol, à minima, et les m2 sont rares, et chers…
L’anoblissement des véhicules haut de gamme et 4x4 grâce à l’hybride
C’est dans le haut de gamme, les véhicules à plus de 30.000 euros que l’hybride va non seulement se développer, mais se généraliser. Il offre en effet une nouvelle respectabilité aux propriétaires de 4x4 et de grosses berlines par l’aspérité « verte » de leur véhicule. De plus, il permet aux constructeurs de véhicules haut de gamme de respecter les engagements de réduction de CO2, pris au niveau européen. Qu'est-ce que 3 à 7000 euros pour l’hybridation d’un véhicule premium ?
L’état pour aider au lancement
Tous les états souhaitent promouvoir l’automobile électrique avec des primes associées (5000 euros en France). Cette prime compense, en partie, le surcout du véhicule, pour un particulier. Mais dans un contexte de déficit budgétaire, le bonus pourrait être revu à la baisse. Peu vraisemblable les premières années, pour soutenir le lancement et avec un niveau de ventes faible…
Les atouts incomparables de l’électrique
Un couple élevé et 100 % disponible, un confort de roulement (seuls subsistent les bruits aérodynamiques et de roulement), un rendement optimal (90 % de rendement pour un moteur électrique), il faut avoir conduit un véhicule électrique pour se rendre compte de ces atouts.
Quelles solutions vont s’imposer et pourquoi ?
L’hybride de manière générale (mild, full, plug-in) devrait se développer rapidement sur les segments moyennes supérieures (10,2 % PDM en 2009 en F) et supérieures/luxes (4,8 % PDM)) et les SUV et 4x4 (sur les modèles polyvalents). Le facteur prix intervenant marginalement, l’acceptabilité et l’image faisant le reste. À mesure que les volumes seront là et que le cout baissera, il s’étendra aux versions haut de gamme des segments moyennes inférieures et économiques/inférieures. Avec vraisemblablement une prime au groupe PSA, pour le plus produit apporté par son système.
Par son cout, son autonomie et l’absence d’infrastructure, le tout électrique devrait se cantonner aux marchés des flottes et des collectivités. S’y ajoute quelques particuliers7 à fort pourvoir d’achat et les engagés, consentant à payer plus. Le plus souvent en seconde voiture pour les premiers. Avec une prime aux véhicules offrant la plus grande autonomie (Bolloré, Tesla).
Pour le grand public, il y a fort à parier que la solution retenue par le groupe GM (électrique à autonomie augmentée) va s’imposer comme la nouvelle référence. Elle cumule tous les avantages : atouts de l’électrique, autonomie significative en mode électrique, autonomie totale, optimisation du rendement du générateur (thermique), standardisation du générateur (cout et industrialisation), capacité à profiter de l’évolution du progrès technologique (sur les batteries, sur le rendement du générateur), affranchissement du développement de l’infrastructure et enfin cout d’usage en mode électrique. Il devrait s’affirmer comme le modèle gagnant. Que voila une géniale innovation de concept ! Et la durabilité d’une entreprise, ne se mesure-t-elle pas aussi à l’aune de sa capacité d’innovation…
Quelles parts de marché ?
Pour PSA, l’hybride c’est de 10 à 50 % en 2020. C’est large ! Pour le Sénat, c’est 5 à 15 %. Mercédès annonce 1 hybride sur 5 en 2015. Et l’hybride c’est aujourd’hui 0,5 % de part de marché. Il semble réaliste, de considérer, dans un horizon de 10 ans une part de marché 50 % de l’hybride sur les deux segments supérieurs, ce qui représenterait 7,5 % en France. Avec une part moindre (les versions premium) des segments économique/inférieure et moyenne inférieure, cela porterait la part de marché la part de marché à 12 %. Sauf choc pétrolier…
Côté tout électrique, les prévisions sont nombreuses. En 2020, Carlos Ghosn prévoit 10 %. Pour Volkswagen, c’est 1,5 %. 3 % pour Valeo. 5 % pour PSA. Si l’on veut se livrer à des prévisions sérieuses et réalistes, il faudrait être en possession de chiffres plus complets sur le marché ; avoir enfin les prix définitifs (achats, abonnements, prix des bornes, etc.) ; un retour d’expériences des premiers acheteurs (autonomie, profil d’utilisation, profil de consommateurs) ; une prévision du développement des infrastructures…
L’inconnue GM. Si le prix de la solution technique est compétitif, elle pourrait emporter le marché, et rapidement…
Quid de la recherche et des ruptures technologiques ?
Le stockage de l’énergie mobilise et les laboratoires du monde entier fourmillent de projets... Exemples : Altair Nano sur les batteries à nanotechnologies, ou le changement de l’électrolyte des batteries par les chercheurs du Fraunhofer Institut für Chemische Technologie. Le CEA Liten, laboratoire public français est aussi impliqué dans la filière. La voie du stockage de l’énergie sous forme d’air comprimé est explorée. Pour autant il est impossible de prévoir le temps de l’émergence, de la recherche au développement jusqu’à l’industrialisation. Et à quels couts ? Le paysage technologique devrait donc peu évoluer dans les 5 à 10 ans à venir, si ce n’est sur l’amélioration et l’optimisation de l’existant.
Le bilan environnemental de l’automobile, de nombreuses questions en suspens…
Le bonus/malus écologique et le C02 ont focalisé la vision du bilan environnemental du véhicule sur sa phase utilisation. À quand l’étiquette carbone des véhicules, intégrant l’ensemble du cycle de vie ? La règlementation VHU (véhicule hors d’usage) rend possible une meilleure valorisation, mais les opérateurs du recyclage sont à la peine. À quand l’économie circulaire dans l’automobile ? Et l’électricité, il faut la produire : quel bilan carbone en phase utilisation d’un véhicule électrique en Allemagne avec part importante de l’électricité produite avec du charbon ? Et enfin quelle augmentation de l’énergie électrique et son influence sur les capacités de production ? Transition, transformation, lente et en profondeur, tel est le développement durable.
À venir : « automobile, le moteur thermique n’a pas dit son dernier mot ! » « automobile et économie circulaire ». Nous avons volontairement exclu de ce dossier d’autres technologies (pile à combustible, moteur à air comprimé), qui feront l’objet d’articles à venir.
Philippe Cornet
Les évolutionnaires : le blog d’analyses et commentaires, pertinents et impertinents, sur le développement durable et l’environnement.
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VW : Space up! blue zero-emission MPV, Touareg Hybrid
2 Citroën, Ion et C-Zéro commercialisées fin 2010
3 Kangoo ZE et Fluence ZE commercialisation en 2011*
4 BlueCar, commercialisée fin 2010
5 pour le Roadster (déjà commercialisé) ; pour le modèle S (commercialisé en 2012).
6 Israël, Danemark, Japon, Portugal, Usa Tennessee, Californie, Oregon, France, Suisse, Monaco, Irlande, Chine, Singapour, Italie, Allemagne, Espagne + GE Money, ALD et Arval.
7 Les accomplis, les libéraux et les solidaires, selon la segmentation ETHICITY de juin 2009.
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