Essais & Simulations 150

DOSSIER Au cours des dix

DOSSIER Au cours des dix prochaines années, de nombreux constructeurs automobiles prévoient de convertir leurs flottes à l’énergie électrique. Stellantis veut par exemple que 100% de sa flotte en Europe soit électrique d’ici 2030, alors même que le constructeur ne faisait pas de voiture électrique il y a encore quelques années. Les constructeurs automobiles doivent ainsi concevoir et fabriquer rapidement des produits qui répondent à des normes industrielles en constante évolution en matière de sécurité, de tests d’émissions et d’efficacité énergétique. Cette transformation implique une évolution radicale de la manière de penser et de fonctionner de l’écosystème et pose plusieurs défis de taille. Parmi ces défis, le plus important est celui de la demande croissante en batteries. MONTÉE EN CADENCE DE LA PRODUCTION DE BATTERIES En Europe, la question de la production de batteries de voitures électriques est capitale et de nombreux projets de méga-usines voient le jour pour répondre à la demande. En relocalisant la production de batteries, les pays européens souhaitent limiter leur dépendance à la production chinoise. C’est pourquoi, en 2021, on recensait pas moins de 38 projets de méga-usines en France (notamment dans le Nord du pays) et en Europe. La récente décision du Parlement Européen a eu pour conséquence de faire exploser la demande et le phénomène a pris une telle ampleur que les plans élaborés par les fabricants il y a moins de deux ans doivent déjà être actualisés. La montée en charge et la montée en cadence de la production de batteries est d’ores et déjà un défi considérable pour des fabricants. Les fabricants sont confrontés à un autre défi de taille, celui de la différenciation. Les fabricants asiatiques, en plus de fournir la majeure partie de la production, offrent des batteries à des tarifs plus attractifs qu’en Europe. C’est pourquoi, la durabilité des batteries est considérée comme le principal facteur de différenciation pour les fabricants européens. ÉVOLUTION DES MATÉRIAUX ET DE LA FABRICATION La production de véhicules électriques requiert de grandes quantités d’éléments, comme le nickel, le manganèse, le carbone et le lithium (pour les batteries). Ces matériaux sont présents en quantité limitée, tant en raison des problèmes liés à chaîne d’approvisionnement mondiale que de la rareté de ces ressources dans la nature pour soutenir un secteur aussi important que celui de l’industrie automobile. Des mines vont ainsi être ouvertes en Europe (il existe d’ailleurs des gisements de lithium-batterie dans le Massif Central et dans les Vosges) afin de garantir la souveraineté et un accès constant aux ressources. Par ailleurs, les consommateurs européens sont conscients des conditions dans lesquelles des matières premières sont extraites dans certains pays. Ils pourraient donc rapidement exprimer une préférence pour les batteries contenant peu ou pas de matières premières issues de pays où le coût humain de l’extraction est élevé. Au-delà des matières premières et des procédés de fabrication, les batteries de voiture elles-mêmes sont au cœur de l’évolution de la fabrication et des matériaux. Les cellules de batterie représentent environ 30 % du coût d’un véhicule électrique et présentent un niveau de complexité généralement inconnu de la plupart des fabricants en termes de tests, de mesure des cellules et d’autres facteurs. Des innovations considérables sont encore à faire dans le domaine de la performance des batteries qui, en plus de faire fonctionner le véhicule électrique, doit éviter de devenir un fléau pour l’environnement. Les batteries des voitures doivent rester sûres au moment de leur utilisation, mais aussi dans les 30 années à suivre, notamment si l’on considère la possibilité de reconditionner les véhicules. Cela nécessite encore plus de tests, de mesures, de normalisation, de données et d’analyses pour perfectionner ces technologies. L’IMPORTANCE DES TESTS Si l’on regarde brièvement dans le rétroviseur, les batteries de voiture au lithium-ion ont donné de meilleurs résultats que 42 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°150 • Septembre - Octobre - Novembre 2022

© O.GUILLON DOSSIER L’essor des véhicules électriques s’accompagne de défis en matière d’infrastructure, de fabrication et de réglementation qui auront un impact important sur l’industrie automobile et sur le secteur de l’énergie. Ces deux ont fonctionné indépendamment depuis leur création. Les véhicules électriques, bien sûr, nécessitent une charge électrique pour être utilisés, et des stations de recharge pour VE, qui pourraient alimenter une voiture en moins de 10 minutes, mais qui demandent une énorme quantité d’électricité. L’AIE prévoit que les VE représenteront 4 % de la demande mondiale totale d’électricité d’ici à 2030, soit l’équivalent du double de la consommation actuelle d’électricité totale du Brésil. Le volume de voitures électriques qui viendra s’ajouter au réseau actuel ne laisse rien présager de bon dans certains pays hors Europe. Le réseau électrique actuel fonctionne principalement grâce à des centrales électriques conventionnelles qui offrent un niveau minimum de production d’énergie de base qui garantit la sécurité énergétique. Les services publics d’électricité ont toujours bénéficié de schémas de charge stables et prévisibles avec des variations minimes, ce qui a contribué à simplifier la répartition de l’offre et de la demande d’électricité. Cependant, l’abandon des centrales électriques classiques au profit de ressources énergétiques renouvelables distribuées (ERD) telles que l’énergie solaire et l’énergie éolienne dans le réseau électrique entraîne des fluctuations de l’approvisionnement en électricité et des schémas de charge moins cohérents que les producteurs d’électricité doivent essayer d’absorber. Et comme de plus en plus de véhicules électriques se branchent, cette demande accrue sur le réseau risque de provoquer un décalage entre l’offre et la demande d’électricité. ce que les experts avaient prévu à l’origine. Les premiers tests avaient d’ailleurs fait fuir de nombreux fabricants qui pensaient que cette technologie ne serait pas viable. A l’époque, certaines entreprises, comme Tesla, avaient pris une avance considérable dans ce domaine tandis que beaucoup de constructeurs doivent à présent rattraper leur retard au plus vite et déployer des efforts considérables en matière de R&D. Le passage aux VE représente également pour les constructeurs l’opportunité de ne pas retomber dans certains travers qui avaient donné lieu au DieselGate : les constructeurs doivent être transparents sur les performances réelles des VE, que ce soit en matière d’autonomie, de temps de recharge ou de durée de vie. Ainsi, l’objectif des fabricants de VE et de batteries n’est pas seulement de retirer de la circulation les véhicules émettant des gaz polluants, c’est aussi d’améliorer les processus de fabrication pour créer un produit durable et écologique. LA PRESSION EXERCÉE SUR LE RÉSEAU ÉLECTRIQUE © O.GUILLON ESSAIS & SIMULATIONS • N°150 • Septembre - Octobre - Novembre 2022 I43