Voitures électriques: six idées reçues à la loupe

Accusé de polluer autant ou plus qu’un équivalent essence ou diesel, le véhicule 100% électrique serait-il vraiment une imposture écologique et sanitaire? Faux, répondent toutes les études crédibles qui le scrutent de A à Z. Même si sa fabrication pose problème. Décryptage en six points.

« C’est le péché originel de la communication de parler d’un véhicule propre pour un véhicule électrique. » Cinglante déclaration de Michel Dubromel, ex- président de France Nature Environnement, dans la bande-annonce du documentaire La Face cachée des énergies vertes, diffusé en novembre dernier sur Arte et la RTBF. Et succès viral immédiat pour cette capsule de quatre minutes, parsemée de phrases chocs et déjà visionnée plus de 2,2 millions de fois sur Facebook. La voiture électrique, encore plus sale et toxique qu’une voiture conventionnelle? C’est ce que semblent affirmer, d’une seule et même voix, les experts qui y sont présentés – ou du moins les quelques propos extraits de leur raisonnement, souvent plus nuancé. Un tableau peu reluisant qui a immédiatement fait bondir Marc Muller, auteur d’un autre film intitulé A contresens. Pendant deux ans, son équipe a remonté la filière des voitures électriques, afin de démonter les nombreuses fake news circulant à leur sujet. Dans une autre vidéo, bien moins diffusée, il revient sur les contre-vérités du documentaire polémique, où le renouvelable dans son ensemble reçoit une volée de bois vert.

En Europe, les véhicules légers engendrent environ 15% du total des émissions de CO2, selon les chiffres de la Commission. Ces dernières années, les progrès liés à l’amélioration de l’aérodynamisme ou du rendement des moteurs thermiques ont été neutralisés par la recrudescence des moteurs essence, au détriment du diesel, et plus encore par l’augmentation du poids moyen des véhicules neufs.

De ce fait, les émissions du parc automobile européen ne diminuent plus. De 120 grammes de CO2 par kilomètre en 2018, elles sont pourtant censées baisser à 95 grammes en 2021 et à 60 grammes d’ici à 2030, selon les objectifs fixés par la Commission européenne. Les véhicules électriques n’ont dès lors jamais été autant au centre de l’agenda politique. A l’heure actuelle, la Norvège reste la championne du monde incontestée en la matière, où 42% des nouvelles voitures vendues en 2019 étaient 100% électriques. Mais de plus en plus de pays s’engagent dans cette voie. La Grande-Bretagne a récemment annoncé qu’elle interdira la vente de voitures thermiques dès 2030. La Belgique, elle, a fait un pas dans cette direction en imposant l’usage de voitures de société « zéro émission » dès 2026.

Empreinte carbone réduite, meilleure qualité de l’air… Les voitures électriques possèdent-elles réellement les vertus que leur prêtent les constructeurs comme les législateurs? Et si oui, à quelles conditions? Seule une approche basée sur l’analyse du cycle de vie (ACV) de ces dernières, de leur fabrication jusqu’au recyclage potentiel en passant par le pays où elles sont utilisées, peut éclairer le citoyen sur leurs bénéfices réels. Des dizaines d’études scientifiques plus ou moins récentes existent sur le sujet. C’est en faisant la synthèse de cette méthode d’évaluation particulièrement exhaustive que Le Vif/L’Express a décrypté les six affirmations suivantes.

Les analyses qui aboutissent à cette conclusion présentent systématiquement deux biais. Le premier consiste à ne comparer qu’une étape du cycle de vie. Ainsi, il est vrai que la fabrication des véhicules électriques nécessite environ deux fois plus d’énergie que celle des véhicules classiques. Mais à l’inverse, ces derniers émettront bien plus de CO2 sur les routes, même comparés à une voiture électrique dont la recharge provient notamment d’énergies fossiles. Il faut donc éviter les photographies partielles. Le second biais repose sur une comparaison déséquilibrée entre deux types de véhicules: par exemple, une Tesla S de deux tonnes contre une citadine à moteur thermique de 800 kilos. Dans certaines conditions qui lui sont particulièrement favorables, comme la prise en compte de niveaux de consommation irréalistes communiqués par le constructeur, cette dernière pourrait alors gagner le match de l’empreinte carbone. Pour mener une analyse objective, il est primordial de comparer des véhicules de la même gamme et en conditions réelles.

Professeur et membre du centre de recherches Mobi à la VUB, Maarten Messagie est un expert incontournable de l’analyse du cycle de vie des véhicules. Ses modèles intègrent jusqu’à 18 impacts sanitaires ou d’ordre environnemental (voir le graphique « Impact cumulé de chaque type de véhicules »): sur le changement climatique, évidemment, mais aussi sur la formation de particules fines, la toxicité humaine, l’épuisement des ressources minérales… En 2014, déjà, il avait passé en revue pas moins de 79 études scientifiques sur le sujet, en partenariat avec l’université de technologie de Chalmers, en Suède. Sa conclusion est limpide: « Il n’y a aucun doute sur le fait que les véhicules électriques sont intrinsèquement meilleurs que les véhicules conventionnels, affirme-t-il au Vif. Tant pour le climat que pour la santé humaine. » Ses propres travaux le confirment également.

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Dans quelles proportions? Tout dépend du pays dans lequel le véhicule électrique est d’une part produit et de l’autre utilisé. Son bénéfice global sera plus faible s’il est fabriqué en Chine, grande consommatrice de charbon, et utilisé en Pologne, l’Etat européen émettant le plus de CO2 par kilowattheure d’électricité produite. Mais même dans ce scénario du pire, un véhicule électrique émettrait toujours moins de CO2 qu’une voiture diesel (- 22%) ou essence (- 28%) d’un gabarit similaire, d’après une étude publiée par Transport & Environnement. A l’heure actuelle, une voiture électrique utilisée en Europe produirait en moyenne déjà près de trois fois moins de CO2 que son équivalente thermique. Et cet avantage s’accroît d’année en année, à mesure que le mix électrique se verdit.

Guidé par le nucléaire et le renouvelable, le mix électrique belge est favorable aux voitures électriques. Leur empreinte carbone globale, qui inclut toujours l’étape de leur fabrication, y est environ trois fois moindre que celle des véhicules conventionnels équivalents, d’après Maarten Messagie. Il en va de même au niveau de leur impact sur la qualité de l’air, et, dès lors, sur la santé humaine. Si elle est majoritairement compensée par le gaz, la sortie programmée du nucléaire en 2025 réduira inévitablement l’avantage de la Belgique. Mais même ainsi, les véhicules 100% électriques resteraient moins polluants que leurs équivalents thermiques.

Là où un véhicule thermique produit 80% de ses émissions de CO2 lors de son utilisation, une voiture électrique en génère principalement pendant sa fabrication. Ce glissement pose une question cruciale pour mesurer leur bilan respectif global: après combien de kilomètres parcourus une voiture électrique comble-t-elle son déficit environnemental initial? Cela dépendra de la taille de la batterie, du poids du véhicule et du mix électrique du pays où elle est rechargée. « En moins de cinq ans, soit bien en deçà de sa durée de vie, l’empreinte carbone d’un véhicule conventionnel dépassera celle d’un véhicule électrique de la même gamme », note toutefois Maarten Messagie.

Contrairement à ce qu’affirment certains de ses détracteurs, la voiture électrique ne doit donc pas rouler plusieurs centaines de milliers de kilomètres – ce dont elle est désormais tout à fait capable – avant de produire moins de CO2 qu’une voiture classique. Dans ses recherches (illustrées par les différents graphiques), le professeur compare d’ailleurs les différents types de motorisation de véhicules à partir d’hypothèses réalistes: une durée de vie moyenne de 14,1 ans (soit l’âge moyen des véhicules hors d’usage revalorisés dans les centres agréés en Belgique) et une distance annuelle parcourue de 14 856 kilomètres, soit 209 470 au total. Mais il est vrai que plus le véhicule électrique dispose d’une grosse batterie, plus il consomme de l’énergie à sa fabrication, et plus il devra parcourir des kilomètres pour rattraper puis dépasser un modèle thermique plus petit et plus léger dans le duel de la réduction des émissions de CO2. De ce fait, le choix d’un gros véhicule d’1,5 tonne avec une grande autonomie pour un citoyen parcourant peu de kilomètres par an a beaucoup moins de sens d’un point de vue environnemental. D’où l’essor nécessaire de voitures électriques à la fois plus petites, plus légères et plus abordables.

Comme la plupart des équipements rechargeables, les batteries de véhicules électriques fonctionnent à partir de cellules de lithium-ion. Actuellement, elles recourent le plus fréquemment à la chimie dite « NMC », pour nickel, manganèse et cobalt. « Contrairement au pétrole, qui est perdu irréversiblement une fois consumé, aucun des principaux matériaux d’une batterie n’est physiquement détruit lors de son usage », rappelle Maarten Messagie. Comme c’est le cas pour le plastique, leur recyclage dépend donc à la fois de considérations économiques (l’opération est-elle viable pour les acteurs de la filière?) et législatives (les pouvoirs publics créent-ils les conditions ou les contraintes favorables au recyclage de ces matériaux?).

A l’heure actuelle, c’est surtout leur collecte qui pose problème. Alors que 10% de la production globale de cobalt est utilisée pour les smartphones, seuls 5 à 10% de ces derniers sont recyclés, selon les estimations d’Umicore, le géant belge de la production et du recyclage des métaux rares. En Europe, le taux de collecte des batteries portables, en vue de leur recyclage, est supérieur à la moyenne mondiale, à en croire les chiffres de la Commission: il s’élève à 45% et est censé atteindre 65% en 2025. Bien sûr, les batteries de voitures électriques utilisent de plus grandes quantités de ressources minérales. Mais à l’inverse d’un petit équipement portatif, il est impossible de les jeter simplement à la poubelle. L’objectif de 100% de collecte est donc bien plus facilement atteignable pour ces dernières. A l’image des batteries équipées dans les voitures conventionnelles, qui contiennent 99% de plomb recyclé.

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Dans les années à venir, le recyclage des batteries sera crucial pour réduire la dépendance de l’Europe à l’égard du continent asiatique, où elles sont fabriquées en grande majorité, et des pays où leurs matériaux sont extraits. Il permettra également d’améliorer le bilan environnemental de la fabrication des véhicules électriques. Pour y parvenir, le green deal européen ambitionne d’imposer un seuil minimal de matériaux recyclés dans toute nouvelle batterie. Dès le 1er juillet 2024, les batteries de voitures électriques devront obligatoirement présenter une déclaration d’empreinte carbone. Enfin, toutes devront être collectées en vue de leur recyclage potentiel.

En 2030, il y aura 30 fois plus de véhicules électriques en Europe qu’à l’heure actuelle, prédit la fédération Transport & Environnement, dans un rapport d’avril dernier. En d’autres termes, « 97% des voitures électriques qui seront sur la route en 2030 n’ont pas encore été vendues (de 1,3 million fin 2019 à 44 millions en 2030) », précise-t-elle. A l’échelle mondiale, 340 millions de véhicules électriques pourraient être fabriqués durant la prochaine décennie, selon l’Agence internationale de l’énergie. Cela signifie aussi que la demande en lithium, nickel, manganèse et cobalt, pour l’heure prédominants dans la fabrication des batteries, explosera dans les prochaines années.

D’après l’institut scientifique allemand Fraunhofer, la demande mondiale en lithium, pour la seule production des batteries de véhicules électriques, devrait atteindre entre 250 000 et 450 000 tonnes en 2030. Or, les réserves de lithium terrestre s’élèvent à 14 millions de tonnes et les ressources totales de lithium, à 62 millions de tonnes, selon les données actuelles. « Le nickel et le manganèse sont, eux aussi, disponibles en suffisance, commente Maarten Messagie. Ce qui risque de poser le plus de problèmes en revanche, c’est le cobalt. » Qualifié de nouvel « or bleu », il est particulièrement prisé pour sa densité énergétique et la plus longue autonomie qu’il procure dans les batteries au lithium en tous genres – y compris celles des smartphones et ordinateurs portables. En 2018, un rapport de la Commission européenne pointait un possible déficit de l’offre par rapport à la demande de cobalt dès 2020, susceptible de s’accentuer à l’horizon 2030 et générant ainsi des prix particulièrement instables dans les prochaines années.

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Les voitures électriques ne se dirigent pas pour autant vers une voie sans issue. D’abord parce que le cobalt des batteries en fin de vie est potentiellement recyclable à plus de 90%, selon de récents tests menés par Audi et Umicore. Ensuite parce que la quantité de cobalt utilisée dans une batterie NMC ou NCA (nickel-cobalt-aluminium) devrait peu à peu diminuer, de l’ordre de 30% d’ici à 2030, d’après le rapport de la Commission européenne. Jusqu’à disparaître complètement des prochaines générations? « Dans notre Centre d’innovation des batteries de la VUB, une équipe de chercheurs teste des batteries contenant jusqu’à dix fois moins de cobalt, signale Maarten Messagie. Tôt ou tard, nous aurons des batteries sans cobalt, puis sans nickel et enfin sans lithium. L’idée, pour le nickel et le cobalt, est de les remplacer par du souffre. Nous serons ainsi capables de produire des batteries beaucoup plus performantes, tout en sollicitant des matériaux abondamment disponibles en Europe. » Comme d’autres technologies, les voitures électriques évolueront donc, elles aussi, au gré des innovations et de la disponibilité des ressources.

Environ 60% du cobalt commercialisé dans le monde provient de la République démocratique du Congo. Il est ensuite envoyé principalement en Asie pour fabriquer, entre autres, des batteries. Début 2016, un premier rapport d’Amnesty International dénonçait les conditions de travail désastreuses dans les mines artisanales de la RDC, qui assurent 20% de la production totale. Absence d’équipements de protection, risques d’effondrement, inhalation de poussières toxiques pour l’organisme, travail des enfants… La liste des atteintes aux droits humains est longue sur ces sites officieux et très peu contrôlés, auxquels recourent les chaînes d’approvisionnement de géants de l’électronique ou de l’automobile. « Tant qu’il n’existe pas de réglementation internationale, il faudra passer par des campagnes publiques d’ONG pour mettre une pression sur ces entreprises », commente Sabine Gagnier, chargée de plaidoyer entreprises et climat pour Amnesty France. Depuis lors, la plupart d’entre elles ont pris des engagements sérieux pour contrôler les pratiques des acteurs en amont de leur production. Mais comme pour d’autres matériaux, les mines artisanales de cobalt constituent l’une des pires facettes de toute technologie équipée d’une batterie.

La production de ressources minérales ou de certaines terres rares utilisées entre autres dans les équipements de voitures modernes – y compris conventionnelles – peut aussi avoir de graves conséquences sur la biodiversité, la disponibilité et la qualité de l’eau ou des terres autour des sites concernés. Un bilan environnemental aggravé par le recours à des énergies fossiles très polluantes, le charbon en tête, pour produire l’électricité ou la chaleur nécessaire à leur extraction. Autant de raisons pour lesquelles l’empreinte carbone de la fabrication d’un véhicule électrique est supérieure à son équivalent thermique. Toutefois, la marge de progression est importante. Et ce sont bien les voitures diesel ou essence qui produiront comparativement le plus d’effets néfastes à l’environnement sur l’ensemble de leur cycle de vie, comme le démontrent les études les plus complètes sur le sujet.

Aujourd’hui, le réseau électrique belge est en mesure d’alimenter entre 1 et 1,5 million de voitures électriques, d’après la fédération des gestionnaires de réseaux de distribution, Synergrid. C’est suffisant pour faire rouler, dès 2026, l’ensemble des 600 000 véhicules de société du pays. En Allemagne, des études ont démontré que la consommation d’un million de nouvelles voitures électriques ne constituerait que 0,5% de la demande totale, sans impact significatif sur le réseau. En Grande-Bretagne, cette part s’élèverait à seulement 3% dans l’hypothèse où un véhicule sur trois serait électrique en 2035, d’après une autre analyse épinglée par Umicore.

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Le règne attendu des voitures électriques sera graduel. Or, durant la prochaine décennie, le réseau électrique est appelé à évoluer, notamment pour faire coïncider les moments où la production renouvelable (en Belgique, principalement l’éolien et le photovoltaïque) est abondante avec des prix plus bas pour le consommateur final. Chargées la nuit, lorsque la demande est faible, ou en journée, idéalement lors de ces pics de production, les voitures électriques sont en mesure de jouer un rôle complémentaire à l’intermittence des énergies vertes. Dans un tel contexte, les réseaux de demain pourront alimenter un plus grand nombre de véhicules. « Intelligemment chargés, ils peuvent être cruciaux pour garantir l’approvisionnement en électricité renouvelable, confirme Maarten Messagie. Nous pourrions alors installer beaucoup plus d’éolien et de photovoltaïque qu’à l’heure actuelle. »

La conclusion

S’il n’existe pas de technologie miracle qui soit totalement neutre en CO2, les voitures électriques constituent la moins mauvaise des solutions pour ce qui concerne les déplacements motorisés et individuels. « Bien que nous calculions des valeurs « exactes » en analyse de cycle de vie, la modélisation du monde réel est par nature complexe et incertaine, reconnaît Maarten Messagie. La question clé est: quelles sont les tendances factuelles que nous pouvons observer malgré toutes ces incertitudes? La réponse, incontestable, est que l’électrification d’une transmission est meilleure pour le changement climatique et la qualité de l’air. »

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Ces faits n’occultent en rien la priorité majeure de ce siècle en matière de mobilité: choisir, pour chaque type de déplacements et autant que possible, le mode le plus sobre en grammes d’équivalent CO2 par kilomètre parcouru. « Il est évident que nous devons réduire notre consommation d’énergie. Déplacer une personne d’un point A à un point B avec une structure en acier de deux tonnes, c’est ridiculement inefficace, et ce quelle que soit la source utilisée », rappelle encore Maarten Messagie. Pour jouer un rôle plus déterminant dans la lutte contre le changement climatique et la pollution, des villes européennes jusqu’au fin fond des mines de cobalt, les véhicules électriques doivent encore s’alléger et atténuer l’impact de leur fabrication. Contrairement à leurs équivalents thermiques, leur marge de progression est gigantesque.