Sciences · Énergie et technologies
La voiture électrique
Une voiture électrique utilise un moteur électrique alimenté par une batterie rechargeable. Plus efficace, elle émet en France deux à trois fois moins de CO₂ qu’une voiture thermique sur sa vie.
Mis à jour le 4 min de lecture
La voiture électrique n’est pas une invention récente : au début du XXe siècle, elle concurrençait le moteur à essence. Disparue faute de bonnes batteries, elle revient au XXIe siècle grâce aux batteries lithium-ion. Elle est au cœur de la décarbonation des transports, premier secteur émetteur de gaz à effet de serre en France.
Comment fonctionne une voiture électrique ?
| Composant | Rôle |
|---|---|
| batterie de traction | stocke l’énergie, généralement 40 à 100 kWh, logée sous le plancher |
| onduleur | convertit le courant continu de la batterie en courant alternatif pour le moteur |
| moteur électrique | entraîne les roues ; pas de boîte de vitesses classique |
| chargeur embarqué | convertit le courant alternatif de la prise en courant continu pour la batterie |
| freinage régénératif | en décélération, le moteur fonctionne en générateur et recharge la batterie |
Le moteur électrique convertit environ 90 % de l’énergie de la batterie en mouvement, contre environ 25 à 35 % en conditions réelles pour un moteur à explosion, qui perd l’essentiel de l’énergie en chaleur. Une voiture électrique consomme ainsi environ 15 à 20 kWh aux 100 km, l’équivalent énergétique de moins de 2 litres d’essence.
Les types de véhicules électrifiés
| Type | Principe |
|---|---|
| électrique à batterie (BEV) | uniquement électrique, rechargée sur une prise |
| hybride rechargeable (PHEV) | moteur thermique et batterie rechargeable de quelques dizaines de kilomètres d’autonomie |
| hybride non rechargeable (HEV) | petite batterie rechargée par le moteur thermique et le freinage |
| à hydrogène (FCEV) | pile à combustible produisant l’électricité à bord (voir hydrogène énergie) |
La recharge
| Mode | Puissance | Durée pour récupérer environ 300 km |
|---|---|---|
| prise domestique | 2,3 kW | plus de 20 heures |
| borne murale (wallbox) | 7 à 11 kW, jusqu’à 22 kW | 5 à 8 heures environ |
| borne rapide en courant continu | 50 à 150 kW | 30 à 60 minutes |
| borne ultrarapide | 150 à 350 kW | 15 à 30 minutes, selon la voiture |
La plupart des recharges se font à domicile ou au travail, la nuit ou pendant la journée. Une recharge rapide ralentit au-delà d’environ 80 % pour protéger la batterie.
Une histoire en dates
| Date | Étape |
|---|---|
| années 1830 | premiers véhicules électriques expérimentaux |
| 1881 | Gustave Trouvé présente à Paris un tricycle électrique |
| 1899 | la Jamais contente de Camille Jenatzy dépasse 100 km/h |
| vers 1900 | les voitures électriques sont nombreuses dans les villes américaines |
| 1912-1920 | elles disparaissent face à la Ford T et au démarreur électrique (voir invention de l’automobile) |
| 1996 | General Motors loue l’EV1, retirée quelques années plus tard |
| 2008-2012 | Tesla Roadster, Nissan Leaf, Renault Zoe : retour des voitures électriques de série |
| années 2020 | essor mondial, dominé par la Chine |
Le bilan environnemental
La fabrication d’une voiture électrique, surtout de sa batterie, émet davantage de CO₂ que celle d’une voiture thermique. Cette « dette carbone » est remboursée après quelques dizaines de milliers de kilomètres, d’autant plus vite que l’électricité est peu carbonée.
- En France, où l’électricité est très bas carbone, une voiture électrique de taille moyenne émet sur son cycle de vie deux à trois fois moins de gaz à effet de serre qu’une voiture thermique équivalente, selon l’ADEME.
- Même dans les pays où l’électricité provient largement du charbon, le bilan est en général favorable, mais l’écart est plus faible.
- L’électrique ne supprime pas les particules d’usure des freins, des pneus et de la route, mais le freinage régénératif réduit celles des freins.
- Les petits modèles, aux batteries plus modestes, ont le meilleur bilan.
Le marché
Les ventes mondiales de voitures électriques et hybrides rechargeables dépassent 17 millions par an au milieu des années 2020, dont plus de la moitié en Chine. En Norvège, près de 90 % des voitures neuves vendues sont électriques. En France, elles représentent environ une voiture neuve sur six. L’Union européenne a prévu que les voitures neuves vendues à partir de 2035 n’émettent plus de CO₂ à l’échappement.
Questions fréquentes
Combien coûte une recharge de voiture électrique ?
À domicile, en heures creuses, environ 3 à 5 euros pour 100 km, contre 8 à 12 euros d’essence ; sur les bornes rapides d’autoroute, le prix peut être deux à trois fois plus élevé qu’à domicile.
Combien de temps dure une batterie de voiture électrique ?
Les batteries conservent en général plus de 80 % de leur capacité après 150 000 à 200 000 km ; les constructeurs les garantissent souvent 8 ans ou 160 000 km. Elles peuvent ensuite servir au stockage stationnaire avant d’être recyclées.
Le réseau électrique peut-il supporter les voitures électriques ?
Selon RTE, un parc de plusieurs millions de voitures électriques en France ne représenterait que quelques pourcents de la consommation annuelle, à condition de piloter les recharges pour éviter les pointes du soir en hiver.