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Comment fonctionne un véhicule 100% électrique ?

samedi 19 mars 2022.
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Vous souhaitez passer au 100% électrique ? Découvrez le fonctionnement et les avantages d’une voiture 100% électrique.

Comment fonctionne un véhicule 100% électrique ?

Comment fonctionne le rechargement d'une voiture électrique ?
Comment fonctionne le rechargement d’une voiture électrique ?

La France fait le pari du tout électrique pour une transition énergétique des carburants fossiles vers les sources d’énergie "décarbonnée", incluant le nucléaire et les énergies renouvelables. Si le temps de charge reste encore très élevé par rapport au plein de carburant, l’autonomie en kilométrage, longtemps limitée, s’améliore et le réseau de bornes de recharge dépasse les 53.000 points de charge. A l’exception des zones rurales et de certaines portions d’autoroute qui en sont encore dépourvues, il deviendra bientôt facile de recharger son véhicule électrique, … l’occasion de s’interroger sur son fonctionnement et donc son impact écologique.

L’Union Européenne, avec son plan "Fit for 55" est clair : nous devons atteindre 55 % de réduction des émissions de CO2 en 2030 par rapport à 1990, puis 100 % en 2035. De fait, le moteur thermique tel que nous le connaissons aujourd’hui sera interdit à la vente. Afin d’encourager les Français à acquérir des véhicules plus propres, le Gouvernement a mis en place des aides, tels que le bonus écologique et la prime à la conversion. Dans ce contexte, la voiture électrique séduit de plus en plus de conducteurs. En 2021, 162.106 voitures électriques ont été immatriculées dans l’Hexagone (soit une progression de 46 % par rapport à 2020). Si les constructeurs qualifient le véhicule 100% électrique de « propre » (pas d’émissions de CO2, de fumée et de particules), beaucoup s’interrogent encore sur son fonctionnement et ses réels avantages.

Comment fonctionne la batterie d’une voiture électrique ?

Rechargement d’une voiture électrique

À la différence d’une voiture thermique, alimentée par de l’essence ou du sans-plomb, un véhicule électrique fonctionne grâce à une batterie. Ce procédé, mis au point à la fin du 19e siècle, consiste à créer un champ magnétique autour d’un élément fixe : le stator. Ce dernier envoie ensuite l’énergie nécessaire pour faire tourner le rotor. En résumé, le courant produit va permettre d’animer le moteur ainsi que les roues via une énergie mécanique.

Si d’un point de vue extérieur, rien ne différencie la voiture électrique d’une voiture thermique, à l’intérieur c’est tout l’inverse. Fini le réservoir à essence, la boîte de vitesse, ou encore les courroies. La voiture électrique n’a besoin que d’un pack de batteries, d’un moteur électrique, et d’un calculateur spécifique pour gérer le tout. Lorsque la batterie est épuisée, il faut simplement la recharger à l’aide d’une prise, d’une wallbox, ou d’une borne de recharge.

La batterie est généralement un accumulateur lithium-ion dont la capacité est exprimée en kWh, généralement entre 30 et 90 kWh selon les modèles. Plus une batterie est grosse (avec un nombre de cellules élevé), plus elle est capable d’offrir une autonomie généreuse à l’auto. La consommation se compte simplement en kWh/100 km. La batterie est aussi l’élément le plus lourd d’une voiture électrique. Il faut distinguer sa capacité utile (la charge maximum réelle qu’elle accepte pour préserver sa longévité) de sa capacité nominale, toujours supérieure. La vitesse de recharge dépend de la capacité du convertisseur intégré à l’auto, voire de la compatibilité de la batterie avec la charge rapide en courant continu pour les plus performantes : plus le débit en kW est élevé, plus vite le « plein » sera fait.

Pour propulser l’auto, on distingue trois grands types de moteurs électriques, tous avec un excellent rendement de l’ordre de 90 %, jusqu’à trois fois celui d’un moteur thermique :

  • À aimants permanents (le plus répandu)
  • Asynchrones
  • Synchrones

Ils ont pour point commun leurs deux éléments de base, un cylindre statique intégrant des bobines électromagnétiques, le stator, autour d’un élément rotatif mobile, le rotor. Ils se passent de boîte de vitesses, se contentant d’un réducteur pour transmettre aux roues le couple de rotation à la sortie du moteur. Ils sont réversibles, pouvant profiter de chaque décélération pour régénérer l’énergie dispensée et alimenter la batterie.

L’autonomie d’une voiture électrique dépend des capacités de chaque modèle et de plusieurs facteurs extérieurs et d’usage. Ces facteurs sont : le dénivelé des routes empruntées ; la vitesse ; le style de conduite (sportive, souple, éco-conduite) et la météo (une basse température nécessitera l’activation du chauffage, lequel consommera de l’énergie électrique et donc réduira l’autonomie).

Comment recharger sa voiture électrique ?

Borne de recharge pour véhicule électrique

Comme un smartphone, la batterie d’une voiture électrique se recharge par raccordement au réseau électrique. Le temps de recharge d’un véhicule électrique ne peut pas être exprimé de manière absolue car il dépend de plusieurs facteurs. Parmi ceux-ci, le niveau de charge de la batterie. Plus il sera bas plus, évidemment, la recharge sera longue. On notera aussi, la puissance en kW de la prise ou de la borne électrique utilisée et la qualité du câble de raccordement au réseau électrique utilisé a également un impact sur le temps de charge d’une batterie électrique.

  • A domicile

La majorité des recharges d’un véhicule électrique se fait à domicile, à l’aide du Flexicharger sur une prise Green’up ou avec le câble type 2 sur une Wallbox, encore appelée « borne murale ». Elle est spécialement construite pour alimenter votre véhicule. Avec cette installation, vous pourrez récupérer jusqu’à 300 km d’autonomie, en une seule nuit. Prévoyez 1 500 € de budget (avec un crédit d’impôt de 300 euros) pour cette borne murale.

  • Via une borne d’un parking, d’un centre commercial ou d’un réseau d’autopartage

En complément, la recharge peut se faire, lors d’un déplacement, via l’une des 53 000 bornes de recharge publiques disponibles en France où vous pouvez passer de 0 à 80% de charge, en 30 minutes seulement selon le modèle du véhicule. Elles sont situées dans des parkings publics, des centres commerciaux et sur le réseau autoroutier) et des réseaux d’autopartage. (Source : « baromètre national des infrastructures de recharge ouvertes au public », déployé par le Ministère de la Transition écologique avec l’Avere-France et le GIREVE (Groupement pour l’Itinérance des Recharges Électriques de Véhicules).

Rechargement d’un véhicule électrique en cours

Pourquoi passer à un véhicule 100% électrique ?

  1. Une consommation maitrisée

La consommation d’un véhicule électrique s’exprime généralement en nombre de kWh (kilowatt-heure) pour 100 kilomètres. En moyenne, elle se situe autour de 0,17 kWh/100 km mais cette donnée varie en fonction de plusieurs facteurs. En les connaissant, vous serez plus à même d’optimiser les dépenses liées à la recharge de votre véhicule :

  • La vitesse : plus la vitesse du véhicule augmente, plus la quantité d’énergie électrique consommée augmente. C’est pourquoi la conduite sur autoroute occasionne une consommation plus élevée.
  • Le style de conduite : une conduite souple réduit la consommation énergétique. Inspirez-vous des principes de l’éco-conduite pour réaliser encore plus d’économies d’énergie.
  • Le poids du véhicule : plus le véhicule est lourd, plus il consomme d’énergie électrique en roulant. N’hésitez pas à réduire au maximum la charge à l’intérieur du véhicule en vous débarrassant d’objets lourds superflus.
  • La température ambiante : s’il fait froid dehors et que vous activez le chauffage électrique, cela a un impact sur la consommation du véhicule (l’énergie requise provenant directement de la batterie). Une voiture électrique consomme donc davantage en hiver qu’en été, mais vous pouvez minimiser cette augmentation en préchauffant le véhicule pendant les phases de recharge
  • La typographie de la route : un dénivelé plus important entraînera davantage de consommation.

Source :

 1. Moins d’entretien pour une voiture électrique que thermique

En général, l’entretien d’une voiture électrique revient de 25% à 40% moins cher que celui d’un véhicule thermique. Pour une raison simple : un moteur électrique est plus simple qu’un moteur thermique, en ce sens qu’il comporte beaucoup moins de pièces distinctes. Exit les opérations d’entretien typiques des motorisations essence et diesel : plus besoin de vidanger le moteur ; d’entretenir les courroies de distribution ; de changer les bougies… Et plus de besoin d’effectuer des contrôles anti-pollution.

Plus globalement, le moteur d’une voiture électrique s’use moins vite. Il faut néanmoins faire vérifier les pièces d’usures : l’état des plaquettes et des disques de freins, comme pour une voiture thermique, ainsi que la pression des pneus, la direction, les suspensions et bien entendu la batterie, qui alimente le moteur en énergie électrique.

 2. Une assurance qui vous reviendra moins cher

L’assurance d’une voiture électrique reviendra en général moins cher, à garanties équivalentes, que celle d’une voiture essence ou diesel. La raison est simple : le développement des véhicules électriques n’a pas échappé aux assureurs, qui souhaitent attirer leurs propriétaires en proposant des assurances pour auto électriques à des prix attractifs.

Ceux-ci peuvent en effet s’avérer de 5 à 50% moins élevés par rapport à ceux correspondant à l’assurance d’une voiture thermique.

Source :

 3. Un bilan carbone bien plus favorable

En phase de fabrication, l’impact carbone d’une voiture électrique est plus lourd que celui d’une voiture thermique, car la fabrication des batteries implique l’utilisation de plusieurs énergies fossiles et de métaux tels que le lithium. En revanche, la voiture électrique n’émet ni CO2, ni particules lorsqu’elle circule, contrairement aux véhicules essence et diesel.

Le bilan carbone d’une voiture électrique s’améliore donc au fil de son utilisation. La question étant : cette amélioration compense-t-elle les émissions liées à la phase de production ? Autrement dit, le véhicule électrique présente-t-il un meilleur bilan carbone qu’un véhicule thermique équivalent ? La réponse est oui, selon une étude publiée, le 21 avril 2020, par Transport & Environnement (T&E), une organisation européenne qui regroupe une cinquantaine d’ONG.

Cette étude a comparé les quantités de CO2 émises par les véhicules diesel, essence et électrique. Pour ne pas biaiser les résultats, T&E a établi plusieurs scénarios pour le véhicule électrique, auxquels correspondent des bilans carbones plus ou moins élevés (selon le pays de production de la batterie, par exemple). La conclusion est nette : même selon le pire des scénarios, un véhicule électrique émet 22% de CO2 de moins que son équivalent diesel, et 28% de moins que son équivalent essence. Ces chiffres bondissent à 80% et 81% dans le meilleur des scénarios.

Selon ces données et en attendant d’éventuelles études complémentaires, on peut donc affirmer que le bilan carbone du véhicule électrique est nettement plus favorable à l’environnement que celui propre aux véhicules thermiques.

Source :

Rechargement d’un véhicule électrique en cours

 
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