Photo d'une place de parking pour véhicule électrique

Partager

Comment calculer l’empreinte carbone d’un véhicule électrique ?

Vous l’avez probablement remarqué : partout s’installent des bornes électriques, voire des stations de recharge électrique. Vous-même avez peut-être déjà franchi le pas d’avoir opté pour un véhicule électrique. Il s’agit en effet d’un des nombreux leviers sollicités par les gouvernements pour lutter contre les changements climatiques en réduisant nos émissions de gaz à effet de serre (GES).

Pourtant, cet engouement pour ces nouvelles mobilités fait aussi débat au sein de la population : Les véhicules électriques sont-ils si bénéfiques que cela ? Quid de la batterie ? Dois-je me débarrasser de ma vieille voiture thermique qui tient pourtant le coup depuis plus de 10 ans ?

Répondre à ces interrogations est l’objet de cet article, qui s’appuie sur le modèle développé par D-Carbonize en collaboration avec la société Backliz, qui propose des véhicules électriques reconditionnés. Ce modèle permet de calculer l’empreinte carbone d’un véhicule électrique reconditionné, comparativement à un véhicule thermique ou électrique neuf.

Sommaire

  1. Pourquoi électrifier notre mobilité ?
  2. Des émissions de GES loin des yeux, loin du cœur ?
  3. Une batterie… de composants
  4. Point de convergence, et de divergence
  5. Calculer l’empreinte carbone d’un véhicule électrique reconditionné
  6. Que faire de mon vieux véhicule ?
  7. Réduction avant transformation
  8. Bibliographie

Pourquoi électrifier notre mobilité ?

Les transports représentaient 15% des émissions mondiales de GES (8,7 GtCO2-eq) en 2019 (IPCC, 2022). En effet, ces transports sont encore largement alimentés par des énergies fossiles comme le pétrole que l’on raffine pour en produire du carburant (gasoil, essence, kérosène, etc.). La combustion finale de ces carburants dans les moteurs thermiques émet une quantité significative de GES qui contribue au réchauffement climatique.

Schéma de la contribution des secteurs d'activités aux émissions nettes de GES

Si vous, ou votre entreprise, avez réalisé votre bilan carbone, vous avez probablement remarqué que les transports y contribuent significativement. Si vous ne l’avez pas encore réalisé, découvrez pourquoi vous devriez le faire ici. Partant de ce constat, les gouvernements à travers le monde poussent à l’électrification des modes de transport dans l’espoir de réduire les émissions globales de GES. Un véhicule électrique n’émet en effet pas de GES lorsqu’on l’utilise, contrairement à un véhicule thermique. Mais cela ne suffit pas à justifier cette transition au tout électrique, car il faut d’abord le fabriquer avant de pouvoir monter dedans. Sans oublier l’électricité qu’il faut bien produire avant de pouvoir recharger la batterie qu’elle nécessite.

Des émissions de GES loin des yeux, loin du cœur ?

Le mix énergétique global qui produit l’électricité est encore alimenté en très grande majorité par des énergies fossiles. Le charbon assure 35,7% de la production mondiale d’électricité, et le gaz naturel 22,2% (L’évolution du mix électrique mondial en 2022 en 2 infographies | Connaissances des énergies, 2023). C’est donc plus de la moitié de la production mondiale qui est assurée par des énergies fossiles émettrices de GES. Ce qui implique que si tous les modes de transports à travers le monde étaient électrifiés dès aujourd’hui, la demande en électricité exploserait tout autant que les émissions liées à sa génération.

Acheter un véhicule électrique impose alors de déplacer le regard du pot d’échappement, qui a été enlevé, vers la chaîne de production électrique. Ainsi, l’efficacité d’une transition électrique des transports dépend nécessairement du mix énergétique du pays dans lequel le véhicule est utilisé. Prenons pour exemple deux pays aux mix énergétiques bien différents et pourtant si proches : la France et l’Italie. Le facteur d’émission de l’électricité pour le premier est de 0,059 kgCO2-eq/kWh, et de 0,406 kgCO2-eq/kWh pour le second (Base Empreinte®, s. d.).

La France peut effectivement compter sur ses centrales nucléaires pour décarboner son électricité. Là où l’Italie repose encore grandement sur le gaz naturel et le charbon (Italy – Countries & Regions, s. d.). Recharger la batterie de son véhicule électrique est donc 8 fois plus émissif en Italie qu’en France. Autrement dit, un utilisateur de véhicule électrique soucieux de limiter ses émissions de GES devra bien réfléchir où partir en vacances avec sa voiture. Il devra aussi s’assurer de pouvoir recharger son véhicule sur la route, dépendamment des bornes de recharge disponibles et de l’autonomie de la batterie.

La batterie d'une voiture électrique

Une batterie… de composants

Pour qu’un véhicule électrique fonctionne il faut bien évidemment qu’il soit alimenté en électricité. On aurait bien pensé à un réseau de caténaire recouvrant le monde, mais l’idée de vivre dans une toile d’araignée géante n’est pas très alléchante. La principale alternative est donc celle de la batterie qui permet d’embarquer cette électricité à bord du véhicule, comme le réservoir d’un véhicule thermique.

 

Cette batterie est une véritable poupée russe constituée d’un ensemble de cellules, elles-mêmes composées d’électrodes positives et négatives. Ces électrodes sont plongées dans un liquide qui assure la circulation des électrons, dans un sens ou dans l’autre selon que l’on décharge ou recharge la batterie. Le tout contient un ensemble de minéraux (nickel, cobalt, manganèse, etc.) que l’on définit comme stratégiques car ils sont inégalement répartis sur terre, rares en termes de réserves disponibles et concentrés dans certains pays (comme la Chine) (Leclair, 2018). La production d’une batterie de véhicule électrique est donc un processus logistique complexe et coûteux en ressources critiques, bien plus que le bloc moteur d’un véhicule thermique.

C’est pour cela que l’on dit qu’un véhicule électrique sort d’usine avec une « dette carbone » par rapport au véhicule thermique. Pour la fabrication de l’habitacle d’un véhicule, il faut compter environ 8 à 10 tCO2-eq. La batterie émet environ 4 à 6 tCO2-eq pour être produite. Bien-sûr, ces émissions grandissent d’autant plus que la batterie et son autonomie sont importantes. C’est parfois plus de la moitié des émissions liées à la production d’un véhicule électrique qui sont attribuables à la batterie. Ce véhicule compte donc sur l’électricité comme source d’énergie, pour rembourser sa dette par rapport au véhicule thermique, jusqu’à enfin être « bénéfique ». C’est-à-dire jusqu’au point où l’utilisation du véhicule électrique émet moins de GES, toutes émissions comprises, qu’un véhicule thermique. Mais où se situe ce point ?

Point de convergence, et de divergence

Pour qu’un véhicule électrique fonctionne il faut bien évidemment qu’il soit alimenté en électricité. On aurait bien pensé à un réseau de caténaire recouvrant le monde, mais l’idée de vivre dans une toile d’araignée géante n’est pas très alléchante. La principale alternative est donc celle de la batterie qui permet d’embarquer cette électricité à bord du véhicule, comme le réservoir d’un véhicule thermique.

Cette batterie est une véritable poupée russe constituée d’un ensemble de cellules, elles-mêmes composées d’électrodes positives et négatives. Ces électrodes sont plongées dans un liquide qui assure la circulation des électrons, dans un sens ou dans l’autre selon que l’on décharge ou recharge la batterie. Le tout contient un ensemble de minéraux (nickel, cobalt, manganèse, etc.) que l’on définit comme stratégiques car ils sont inégalement répartis sur terre, rares en termes de réserves disponibles et concentrés dans certains pays (comme la Chine) (Leclair, 2018). La production d’une batterie de véhicule électrique est donc un processus logistique complexe et coûteux en ressources critiques, bien plus que le bloc moteur d’un véhicule thermique.

C’est pour cela que l’on dit qu’un véhicule électrique sort d’usine avec une « dette carbone » par rapport au véhicule thermique. Pour la fabrication de l’habitacle d’un véhicule, il faut compter environ 8 à 10 tCO2-eq. La batterie émet environ 4 à 6 tCO2-eq pour être produite. Bien-sûr, ces émissions grandissent d’autant plus que la batterie et son autonomie sont importantes. C’est parfois plus de la moitié des émissions liées à la production d’un véhicule électrique qui sont attribuables à la batterie. Ce véhicule compte donc sur l’électricité comme source d’énergie, pour rembourser sa dette par rapport au véhicule thermique, jusqu’à enfin être « bénéfique ». C’est-à-dire jusqu’au point où l’utilisation du véhicule électrique émet moins de GES, toutes émissions comprises, qu’un véhicule thermique. Mais où se situe ce point ?

Calculer l’empreinte carbone d’un véhicule électrique reconditionné

Toutes ces comparaisons se font entre véhicules neufs, notamment parce que le marché du véhicule professionnel est encore largement assuré par un parc automobile neuf. Pour combler ce manque, Backliz propose donc des véhicules électriques reconditionnés à destination des professionnels. C’est dans ce contexte que la collaboration avec D-Carbonize est née afin d’évaluer le bénéfice carbone du reconditionnement de véhicules électriques. En effet, bien que le parc automobile électrique soit encore récent, certains véhicules électriques vont progressivement vieillir. Les batteries de véhicule électrique ont une durée de vie intéressante (>10 ans), mais ce n’est pas forcément le cas des autres pièces qui nécessiteront une réparation, voire un remplacement. Pour mesurer ce bénéfice, nous avons calculé l’empreinte carbone liée aux reconditionnement (achats de pièces, opération de maintenance) d’un véhicule électrique pour le comparer à celui d’un véhicule neuf.

Méthodologies

Deux méthodologies ont été utilisées, reprenant celle de l’ADEME (Evaluation de l’impact environnemental d’un ensemble de produits reconditionnés, s. d.) dans son étude des produits technologiques reconditionnés (téléphone, ordinateur portable, etc.) : la méthode par substitution et la méthode par amortissement.

La méthode par substitution

Cette méthode considère qu’acheter un véhicule électrique reconditionné exonère l’acheteur des émissions liées à la fabrication du véhicule, puisque cela « évite » la construction d’une voiture neuve (plus de 90% de l’empreinte carbone du véhicule neuf).

La méthode par amortissement

Cette méthode considère au contraire que l’on exonère l’acheteur des émissions liées à la fabrication du véhicule, au prorata de son ancienneté. Ce qui veut dire que si on reconditionne un véhicule électrique récent (moins de 1 an de première utilisation par exemple), le gain est presque négligeable (moins de 5% de l’empreinte carbone du véhicule neuf). A l’inverse, reconditionner un ancien véhicule (plus de 6 ans par exemple) offre un gain bien plus important (plus de 50% de l’empreinte du véhicule neuf).

Que faire de mon vieux véhicule ?

Ne partez pas si vite pour la casse, car votre véhicule a probablement encore de bonnes raisons d’être conservé avant de le changer. C’est d’ailleurs une recommandation valable pour bien d’autres choses qu’un véhicule : avant de le remplacer, il faut s’assurer que cela soit nécessaire.

Dans le cas d’un véhicule thermique, si votre véhicule répond toujours aux normes de pollution, et qu’il vous est possible de le conserver encore quelques années, il vaut mieux le conserver et revoir vos habitudes de déplacements avant de procéder au changement. Si ce changement vers l’électrification doit avoir lieu, nous ne pouvons que nous aligner sur l’ADEME qui recommande d’opter pour un véhicule compact et avec la batterie la plus raisonnablement adaptée à vos besoins. C’est-à-dire que si la majorité de vos déplacements consistent à aller et revenir au travail dans un rayon de 50 kilomètres, une batterie de petite voire moyenne capacité est probablement suffisant.

Dans le cas d’un véhicule électrique, étant donné la modernité du parc, vous aurez probablement peu de raisons (si ce n’est de conforts ou autres) pour changer de véhicule dans l’immédiat. Toutefois, pour les personnes qui souhaitent changer de véhicules, électriques ou thermiques, le bénéfice environnemental sera d’autant plus grand que vous optez pour un ancien véhicule électrique qui a été reconditionné, comme le propose Backliz par exemple. Cela n’a pas seulement un effet sur les émissions évitées par rapport à un véhicule neuf, qui n’est qu’un élément de comparaison environnementale. Les autres indicateurs environnementaux, non compris dans notre modèle, bénéficieront aussi d’un tel choix, comme l’épuisement des ressources minérales mentionnées précédemment, mais aussi la pollution des écosystèmes maritimes et terrestres. L’extraction et la purification de ces minerais rares sont des processus effectivement très polluants.

Réduction avant transformation

Mettre la charrue avant les bœufs est une des erreurs communément faites dans le cadre de la transition écologique. Avant de procéder au changement de véhicule, ou de mix énergétique plus largement, il faut d’abord commencer par réduire sa consommation énergétique, ses déplacements, afin que le futur changement soit adapté à ces nouveaux besoins.

Une électrification massive et immédiate des transports mondiaux entraînerait aujourd’hui une surconsommation proportionnelle d’électricité d’origine fossile, probablement contre-productive sur les émissions globales de GES. Cela entrainerait également une extraction massive de minerais rares si géographiquement concentrés qu’ils soulèvent des questions géopolitiques, notamment sur la disponibilité des ressources et sur l’indépendance des états approvisionnés. Concevoir la rareté et la voracité énergétique de ces minerais qui composent les systèmes électriques est alors cruciale pour une transition juste et efficace. Cela concerne non seulement les batteries, mais aussi les alternateurs des énergies renouvelables par exemple.

Schéma sur les énergies renouvelables

La transition écologique implique effectivement de comprendre l’implication globale de chaque action de transition. Sans cela nous risquons de perpétuer les erreurs du passé, à savoir d’accroître la concentration de GES dans l’atmosphère. Les énergies fossiles primaires continuent d’assurer l’approvisionnement énergétique mondial à hauteur de 81% (Commissariat général au développement, 2022), si bien que convertir l’énergie mondiale à l’électrique ne se fera pas sans une réduction globale et drastique de l’énergie consommée, et donc de nos déplacements.

Bibliographie

Base Empreinte®. (s. d.). Consulté 25 avril 2024, à l’adresse https://base-empreinte.ademe.fr/

Commissariat général au développement. (2022). International. Chiffres clés de l’énergie – Édition 2022. https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/edition-numerique/chiffres-cles-energie-2022/12-international.php

Evaluation de l’impact environnemental d’un ensemble de produits reconditionnés. (s. d.). La librairie ADEME. Consulté 25 avril 2024, à l’adresse https://librairie.ademe.fr/dechets-economie-circulaire/5241-evaluation-de-l-impact-environnemental-d-un-ensemble-de-produits-reconditionnes.html

IPCC. (2022). AR6 Climate Change 2022 : Mitigation of Climate Change — IPCC. https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-working-group-3/

Italy—Countries & Regions. (s. d.). IEA. Consulté 25 avril 2024, à l’adresse https://www.iea.org/countries/italy

Leclair, L. (2018). Guillaume Pitron, LA GUERRE DES MÉTAUX RARES. La face cachée de la transition énergétique et numérique. Les Liens qui Libèrent, 2018, 296 p., 20 €. Revue Projet, 363(2), 90‑92. https://doi.org/10.3917/pro.363.0090

L’évolution du mix électrique mondial en 2022 en 2 infographies | Connaissances des énergies. (2023, avril 11). https://www.connaissancedesenergies.org/levolution-du-mix-electrique-mondial-en-2022-en-2-infographies-240320