Voiture électrique à batterie : la grande arnaque

Nous commençons par un calcul simple dans le but de dimensionner la capacité idéale d'une batterie permettant d'obtenir une autonomie comparable à celle d'une voiture à moteur thermique.

Aujourd'hui et pour longtemps, il nous faudra compter une consommation moyenne de 19 kWh/100 km sur autoroute (approximativement). Aussi, pour que la voiture électrique ne reste pas indéfiniment une "seconde voiture", qu'elle puisse vous permettre de partir en vacances et donc concurrence vraiment le moteur thermique, il lui faudra au moins posséder une autonomie de 700 km.

Pour bénéficier d'une autonomie de 700 km, une batterie doit donc emmagasiner 19 x 7 = 133 kWh, à faire tenir dans 300 kg poids considéré comme une limite supérieure par les constructeurs. En effet, le poids d'une automobile non seulement limite son autonomie, mais complique aussi la conception du véhicule (trains roulants, chassis).

Une batterie de 300 kg pouvant emmagasiner 133 kWh, nous en sommes encore loin. Mais supposons que nous y arrivions, par exemple dans les 10 ans. Il faudra alors être capable de la recharger en un temps compatible avec les temps de recharge observés pour les véhicules à moteur thermique c'est à dire 5 minutes. Mais soyons généreux et accordons un temps de recharge allant jusqu'à 10 minutes.

Pourquoi faudra-t-il des temps de recharge de 10 minutes pour 133 kWh ? Eh bien imaginez les files d'attente sur les stations d'autoroute. Si les temps de recharge devaient durer plus longtemps, il y aurait la queue jusqu'aux péages d'entrée.

J'ai indiqué 133 kWh pour 700 km d'autonomie mais en réalité ce n'est pas tout à fait la capacité de batterie qu'il faudrait exiger.

Une recharge de batterie sur borne rapide ne va que jusqu'à 80% de sa capacité. Pourquoi ? Parce que l'on ne peut effectuer une recharge à courant constant que jusqu'à 80% et que les 20% restants doivent se faire à tension constante sous peine d'explosion de la batterie par surchauffe. Or la recharge à tension constante est extrêmement lente. Recharger les 20% restants prennent autant de temps voire plus que la recharge à 80%. C'est pourquoi les constructeurs vous annoncent des temps de recharge à 80% sur bornes dites "rapides", on a ainsi l'impression que les temps de recharge sont courts mais n'oubliez pas que vous ne récupérez que 80% de l'autonomie théorique maximale. En réalité moins que cela car les constructeurs recommandent un rechargement de batterie lorsque sa charge descend sous les 20%.

En réalité, pour obtenir une autonomie de 700 km il ne faudra donc pas une batterie de 133 kWh mais de 133/0,8 = 166 kWh ... toujours pour 300 kg.

Mais soyons optimistes et supposons que dans les 10 ans qui viennent on fabriquera des batteries de 166 kWh pour 300 kg.

Voyons maintenant ce qu'il se passe au niveau de la borne de recharge rapide.

Pour charger la batterie de 166 kWh en 10 minutes, la borne de recharge rapide devra délivrer une puissance de 996 kW soit 1 méga Watt ( 1 MW ). Nous en sommes aujourd'hui à 350 kW.

A 1 MW, le courant de charge sera très élevé et vaudra 10 000 Ampères pour une charge à 100 V. Un tel courant impliquera des sections énormes de conducteurs. On considère généralement qu'une section de conducteur de 1 mm² permet de transiter un courant de 6 A. En prenant 10 A pour simplifier le calcul, cela nous donne une section de conducteur de 1000 mm² dont le diamètre sera approximativement 10 cm, à multiplier par le nombre de conducteurs du cable de recharge. Et ceci pour une recharge à courant continu car si l'on emploie du courant alternatif, il faut tenir compte de l'effet de peau. Ce phénomène physique implique que le courant ne circule que jusqu'à une profondeur de conducteur d'environ 1 cm à 50 hz. En courant alternatif, les section doivent donc être augmentées, et je passe sous silence les questions de convertisseur AC-CC.

En conclusion, des conducteurs de 10 cm de diamètre, c'est ce que devrait manipuler l'automobiliste pour connecter la prise de recharge à son véhicule : impossible.

Il faudra donc envisager des tensions de recharge bien plus élevées. On voit tout de suite les risques d'électrocution du client qui effectuerait une mauvaise manipulation. Il faudra donc s'orienter vers une conception radicalement différente des bornes de recharge rapide. On est encore très très loin de ces problématiques qui ne manqueront pas de se poser de toutes façons.

Mais ce n'est pas fini.

Pourra-t-on se contenter d'une seule borne de recharge rapide à 1MW par station-service d'autoroute ? A l'évidence NON si tout le monde roulait à l'électrique dans un contexte où le thermique serait interdit.

Il faudrait prévoir environ 10 bornes de recharge rapide de 1MW par station d'autoroute. La ligne électrique qui alimente la station-service devrait donc être capable de transiter 10 MW (au moins). Je parle là de ce que les gens appellent encore le réseau EDF.

Et c'est là que ça se complique. Si le réseau électrique Français à très haute tension (400 kV) sera capable dans son ensemble de transiter les puissances requises, si le parc de production Français sera capable d'assurer la recharge de millions de batteries pour autant qu'il y ait un minimum de foisonnement et que tout le monde ne recharge pas sa batterie pendant les pointes, c'est sur les derniers kilomètres que le problème se pose.

La partie de réseau qui alimente les stations-service n'est pas capable de transiter 10 MW. Il faudra engager des travaux dans les postes source mais aussi tirer des lignes supplémentaires où bien remplacer l'existant par une ligne exploitée à tension plus élevée puis installer un nouveau poste de transformation plus près de la station service.

On voit l'ampleur des chantiers à réaliser et on imagine facilement les difficultés d'autorisations, de financement, etc... car il ne s'agira pas d'une seule station service mais de toutes. On pourra les appeler d'un autre nom que station-service mais il faudra construire l'équivalent.

Imaginons que tout cela soit résolu dans 20 ans, ce qui ne se produira certainement pas, mais imaginons quand-même.

Vous achetez donc votre voiture à batterie de 166 kWh et vous partez en vacances...en Espagne par exemple. Pensez-vous que l'Espagne aura développé son réseau de bornes en phase avec la France... ? Je vous laisse juge.

Quid des lieus touristiques ?

La voiture, on l'utilise aussi pour se rendre dans les lieux touristiques et y passer ses vacances. Pendant l'été certaines bourgades passent de quelques centaines à plusieurs milliers d'habitants. Va-t-on installer des bornes de recharge pour être capable d'assurer les recharges d'été sachant que 95% d'entre elles ne seront pas utilisées le reste de l'année ? Va-t-on obtenir de RTE les renforcements de réseau nécessaires pour alimenter ces bornes sachant que 90% de ce renforcement de réseau s'avèrera inutile en dehors de l'été ?

Bref, les gens vont acheter des voitures à batterie, ils vont les payer cher, ils vont se rendre compte qu'ils ne peuvent pas partir en vacances avec et il n'en voudront pas. Il essaieront de la revendre dans un marché de l'occasion poussif : qui achètera une voiture électrique dont la capacité de charge aura diminué de 50% par le simple effet du temps ?

Que fera-t-on des millions de batteries à recycler... ?