Quelle est l’efficacité des véhicules électriques ?

L’efficacité énergétique est un terme omniprésent de nos jours, et ce n’est pas pour rien ! Qu’il s’agisse de votre maison ou de votre voiture (ou de quoi que ce soit d’autre), plus l’efficacité est élevée, plus elle fonctionne efficacement.

Vous avez très certainement déjà fait des recherches sur les véhicules électriques, vous en possédez peut-être même déjà un ! Mais savez-vous ce que vaut l’efficacité des véhicules électriques par rapport à celle des voitures thermiques ? Et comment les véhicules électriques utilisent-ils l’énergie (c’est-à-dire où va l’énergie) ?

Regardons cela de plus près…

Comment mesure-t-on l’efficacité des véhicules électriques ?

Lorsque l’on parle de véhicules électriques, l’efficacité énergétique désigne la distance que l’on peut parcourir avec une charge complète. La méthode la plus simple pour connaître l’efficacité d’un véhicule électrique consiste à déterminer le nombre de kilomètres par kWh. En moyenne, la plupart des véhicules électriques parcourent 5 à 6 kilomètres par kWh.

Pour déterminer le nombre de kilomètres par kWh, il faut effectuer l’opération suivante :

autonomie électrique ÷ capacité de la batterie en kWh = kilomètres par kWh

Souvenez-vous : plus le chiffre est élevé, plus le véhicule est efficace.

• Par exemple, la Volkswagen ID.3 affiche une autonomie de 450 kilomètres et une batterie de 77 kWh. 450 ÷ 77 = 5,8 kilomètres par kWh.

• Quant à la Volkswagen ID.Buzz, elle affiche une autonomie de 330 kilomètres et une batterie de 77 kWh. 330 ÷ 77 = 4,3 kilomètres par kWh.

Même si la méthode ci-dessus est pratique, il faut la prendre avec des pincettes, car les véhicules offrant une plus grande autonomie ne sont pas nécessairement les plus efficaces. Par exemple, un véhicule électrique de type SUV (c’est-à-dire une grosse voiture !) doté d’une batterie lourde consomme plus d’énergie par kilomètre, malgré une plus grande autonomie.

Par exemple, la Polestar 3 affiche une autonomie de 490 kilomètres et une batterie de 107 kWh. 490 ÷ 107 = 4,6 kilomètres par kWh.

D’autres facteurs contribuent à l’efficacité du véhicule, mais nous y reviendrons un peu plus tard.

Quelle est l’efficacité des véhicules électriques par rapport aux voitures essence ou diesel ?

Intéressons-nous d’abord aux voitures essence et diesel…

On estime que les voitures essence et diesel, en plus d’être gourmandes en énergie fossile, n’utilisent que 12 à 30 % de l’énergie fournie par le carburant que l’on y met pour se déplacer. Le reste (70 à 88 %) de l’énergie est soit perdu en raison d’inefficacités (par exemple : utilisation de carburant en stationnement ou au ralenti, échappement de chaleur) ou utilisé pour alimenter des accessoires (par exemple : chauffage, climatisation, direction assistée, phares, etc.).

En comparaison, les véhicules électriques n’utilisent que 23 % environ de leur énergie pour alimenter les accessoires et le système d’entraînement électrique. Cela signifie que les véhicules électriques affichent une efficacité d’environ 77 %.

Mais qu’est-ce qui fait la plus grosse différence ? Le freinage à récupération d’énergie.

Comme nous l’expliquons sur notre blog : Comment fonctionnent les VE ?

Pendant son déplacement, un véhicule accumule de l’énergie cinétique et, comme l’indiquent les manuels scientifiques, l’énergie se déplace pour aller quelque part. Malheureusement, dans le freinage mécanique (utilisé dans les véhicules à moteur à combustion interne), l’énergie cinétique est libérée en tant qu’effluent sous forme de chaleur. C’est pourquoi les disques de frein surchauffent et s’usent au fil du temps.

Heureusement, les freins des véhicules électriques fonctionnent différemment. Au lieu de convertir l’énergie cinétique en effluent, le freinage à récupération d’énergie la transforme en énergie électrique, qui est ensuite stockée dans la batterie. Cela veut non seulement dire plus d’efficacité, mais aussi davantage d’autonomie pour votre véhicule puisque l’énergie retourne dans la batterie. 

Alors, comment ça marche en pratique ? 

Supposons que vous roulez et qu’un feu passe à l’orange : vous commencez à appuyer sur la pédale de frein. Lorsque la pédale de frein est engagée, l’énergie cinétique qui déplace le véhicule est transférée au moteur, ce qui ralentit le véhicule. Lorsque le moteur tourne, il produit de l’électricité qui retourne dans la batterie du VE, prête à l’emploi lorsque le feu passe au vert et que le véhicule doit accélérer à nouveau.

En savoir plus sur le freinage à récupération d’énergie.

Où et comment l’énergie est-elle utilisée dans les véhicules électriques ?

Même si tous les véhicules électriques sont différents et que les nouveaux modèles utilisent des technologies plus efficaces, on estime que les VE utilisent :

• 13 % de l’énergie dans les pertes du système d’entraînement électrique.

• 10 % de l’énergie dans les pertes de charge : lorsqu’un véhicule électrique se recharge, l’énergie électrique provenant de la borne de recharge déclenche une réaction chimique dans la batterie lithium-ion, ce qui génère de la chaleur en raison d’une perte de puissance. Pour en savoir plus sur ce processus, consultez notre blog : Comment fonctionnent les VE ?

• 0 à 7 % de l’énergie dans les accessoires électriques, la direction assistée et le chauffage/refroidissement.

Mais 22 % des pertes d’énergie sont compensées par le freinage à récupération d’énergie !

Qu’est-ce qui affecte l’efficacité des véhicules électriques ?

Nous avons déjà évoqué les mécanismes internes des véhicules électriques, mais qu’en est-il des autres facteurs qui affectent leur efficacité ?

Température ambiante

Saviez-vous que la température optimale des éléments de batterie lithium-ion est comprise entre 15 et 45 °C ? En France, les températures hivernales moyennes sont comprises entre 2 - 9 °C, c’est-à-dire 6 - 13 degrés de moins que la température à laquelle une batterie au lithium peut offrir des performances optimales. En raison de la cinétique interne d’une cellule de batterie, le froid ralentit la réaction chimique.

Qu’est-ce que cela signifie dans la vie réelle ? 10 à 15 % d’autonomie en moins.

Cependant, il existe de nombreuses façons de contrer cette baisse d’autonomie. Pour en savoir plus, consultez notre blog : Comment la température affecte-t-elle la capacité d’une batterie de VE ?

Charge utile/poids

Il en va de même pour les voitures essence et diesel : plus le véhicule est lourd, plus il faudra d’énergie pour le faire rouler. Heureusement, à moins que votre charge utile ne soit trop élevée, cela ne devrait pas avoir trop d’impact sur l’autonomie de votre batterie.

Âge de la batterie

Comme la plupart des batteries rechargeables, les performances diminuent au fil du temps, mais la batterie d’un véhicule électrique n’a rien de comparable à celle d’un téléphone mobile. Les batteries des véhicules électriques sont robustes et les constructeurs automobiles les garantissent volontiers, généralement pendant environ huit ans ou 160 000 kilomètres. Cela dit, de plus en plus de véhicules électriques se révèlent plus durables que leur garantie de 8 ans, et avec l’évolution des batteries à semi-conducteurs, les batteries de véhicules électriques devraient bientôt pouvoir conserver leur niveau d’optimisation maximal pendant 30 ans ! L’autonomie des VE s’en verra également impactée, avec une augmentation d’environ 50 % selon certaines prévisions. 

Forte accélération (résistance au vent et qualité de la route)

Saviez-vous que c’est à 70-80 km/h que les voitures essence et diesel sont les plus efficaces ? En comparaison, les véhicules électriques n’ont pas de vitesse de conduite de prédilection : conçus sans moteur, ils fonctionnent avec un entraînement à un seul rapport, ce qui signifie que le couple complet (la puissance) est instantanément disponible, contrairement aux voitures essence et diesel qui doivent tourner (c’est-à-dire brûler du carburant) pour obtenir plus de puissance.

Cependant, tout comme sur les voitures essence et diesel, la puissance nécessaire pour déplacer un véhicule électrique augmente à mesure qu’il accélère, car il combat la traînée due à la résistance au vent.

Morale de l’histoire : plus vous conduisez avec fluidité, plus vous allez loin.

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