Emissions des véhicule

Nous cherchons ici à comparer les émissions des véhicules thermiques et électriques, en considérant les facteurs qui interviennent sur l'ensemble de la vie du véhicule, ce qui permet d'établir une comparaison objective : par exemple, les véhicules électriques sont estampillés "zéro emission", mais cette affirmation ne tient pas compte de leur fabrication, ni des émissions occasionnées par la fabrication de l'électricité qu'ils consomment.

Le but est donc ici de produire une comparaison objective. J'ai souhaité, pour ce faire, effectuer mes propres calculs afin que les résultats soient les plus indépendants possibles.

La méthode que j'ai suivie s'organise de la manière suivante :

1 - Etablir la consommation de référence(en carburant ou en électricité) pour le ou les véhicules comparés

J'ai d'abord cherché un modèle de véhicule disponible en essence, en diesel, et en électrique, pour pouvoir effectuer des comparaisons cohérentes. Il y en a peu ! J'en ai tout de même trouvé un : le BMW X1.

Les chiffres de référence que je vais utiliser pour le X1 sont les suivants (source : site du constructeurs). A noter que pour les modèles thermiques, je relève directement les émissions de CO2, déjà calculées par le constructeur.

Consommation de référence BMW X1 essence (x1 23i) : 6,5 L/100.
Consommation de référence BMW X1 diesel (x1 23d) : 4,9 L/100.
Consommation de référence BMW X1 électrique (eDrive 30) : 17.5 kWh/100km.

Comme le X1 n'est ni le véhicule le plus représentatif de ce que conduisent les français, ni le plus vendu dans le pays, j'ai cherché à prendre en compte un échantillon représentatif des véhicules thermiques et électriques en circulation.

Pour les thermiques, j'ai trouvé les consommations moyennes du parc circulant en France sur le site de l'Ademe. J'ai choisi de retenir la consommation moyenne des véhicules essence et diesel des quinze dernières années. J'obtiens alors les consommation de référence suivantes :
- Consommation de référence véhicules diesel :4.747 L/100km.
- Consommation de référence véhicules essence : 5.613 L/100km.
Concernant les électriques, j'ai trouvé sur le site de Forbes le classement des 20 électriques les plus vendues en France en 2024. Après avoir consulté les consommation moyennes sur les sites des constructeurs, j'ai établi la moyenne, et obtenu la consommation de référence suivante :
- Consommation de référence véhicules électriques : 15.83 kWh/100km.

Je vais donc présenter un comparatif pour un véhicule précis, et pour une moyenne représentative.

Postulat: l'ensemble des valeurs relevées ici sont issues de l'homologation WLTP, il est alors pertinent de les comparer entre les technologies.

2 - Prendre en compte les émissions liées à la fabrication et à la fin de vie du véhicule

Il est de notoriété publique que la fabrication d'une voiture électrique rejette beaucoup plus de gaz à effet de serre qu'une thermique, principalement du fait de la fabrication de sa batterie. Si on veut des chiffres précis, c'est une autre paire de manche : on trouve à peu près tout et n'importe quoi ! On peut le comprendre : comment estimer les émissions liées à la fabrication d'une marque à l'autre, d'un modèle à l'autre et d'une usine à l'autre ? En imaginant qu'on réussisse à obtenir une moyenne à peu près honnête et à peu près représentative, comment imputer cette valeur au kilomètre parcouru avec le véhicule ? Quel kilométrage prend-on en compte ? Veut-on considérer le remplacement de la batterie durant la vie d'un véhicule électrique ?

Pour couper court à tout débat, je me suis arrêté sur le site de Green NCAP, qui fournit des fiches dans lesquelles on retrouve une estimation des émissions liées à la production, mais aussi la phase de recyclage de divers modèles, imputées au kilomètre parcouru. J'ai considéré cet organisme comme crédible et utilisé leurs chiffres. J'ai alors sélectionné pour chaque technologie de véhicule deux citadines, deux compactes, deux berlines et deux SUV, et j'ai établi une moyenne à reporter sur les émissions au kilomètre pour chaque type de véhicule. Les résultats sont les suivants :

Emissions liées à la fabrication et à la fin de vie d'un véhicule thermique : 40.2g CO2/km.
Emissions liées à la fabrication et à la fin de vie d'un véhicule électrique : 65.4g CO2/km.

3 - Calculer les émissions liées aux carburants fossiles (véhicules thermiques)

Pour connaître les émissions liées à l'utilisation des carburants fossiles, il s'agit de considérer leur combustion, mais aussi celles indirectes, liées à l'extraction, au raffinage et au transport.

L'information est disponible directement dans le référentiel sur les facteurs d’émissions de GES 2016 de l'Ademe. Les données sont les suivantes :

Gazole : 3.17 kg CO2 / litre consommé.
Sans plomb : 2.79 kg CO2 / litre consommé.

A noter que j'aurais pu utiliser les valeurs de Green NCAP comme je l'ai fait pour les émissions liées à la fabrication, maintenance et fin de vie du véhicule. Je trouve que les valeurs pour les émissions annexes à la combustion sont trop élevées. Comme je n'en comprends pas la raison, je préfère faire mon propre calcul à partir des consommations publiées par les constructeurs, et des chiffres de l'Ademe qui a autorité en la matière.

4 - Calculer les émissions liées à la fabrication de l'électricité consommée par les véhicules électriques, selon les pays

Il s'agit à présent de calculer combien rejette de CO2 la production d'un kilowattheure d'électricité. Comme les méthodes varient selon les pays, cette valeur varie également.

Vous retrouverez les détails de l'estimation sur cette page.

Les valeurs sont les suivantes :

France (2023) : 43,04g CO2/kWh
Allemagne (2024) : 336g CO2/kWh
Espagne (2022) : 196g CO2/kWh
Italie (2022) : 363g CO2/kWh
Pologne (2022) : 793g CO2/kWh
Union européenne (2023) : 222g CO2/kWh
Grande-Bretagne (2023) : 185g CO2/kWh
Etats-Unis (2023) : 359g CO2/kWh
Chine (2022) : 674g CO2/kWh

5 - Tenir compte des pertes d'électricité (véhicule électrique)

Entre le lieu de production et la restitution de l'électricité au moteur du véhicule par la batterie, il y a des pertes :

Pertes sur le réseau électrique : entre le lieu de production et le lieu de consommation, de l'énergie est dissipée du fait de la résistance des lignes électriques. J'ai retenu 10% de perte comme indiqué sur le site
Pertes à la charge : lors de la charge, la batterie de retient pas 100% de l'énergie qui lui est délivrée. Ces pertes peuvent varier selon plusieurs facteurs (type de chargeur, qualité de la batterie, etc.). Pour se faire une idée de la perte moyenne occasionnée par ce poste, j'ai utilisé les mesures du Ioniq28 challenge, sur le site lachaineev.fr. Pour chaque véhicule mesuré, le site indique les pertes constatées à la charge. Au moment de l'écriture du livre, j'ai retenu 15,68% de perte moyenne sur les 43 véhicules qui étaient présentés sur le site.

Il existe un autre type de perte : les pertes dues à la température. Lorsque la température baisse, les batteries restituent moins de courant. Je n'ai pas pu en tenir compte car je n'ai pas trouvé d'information fiable sur laquelle me baser.

6 - On peut à présent effectuer le calcul final des émissions pour chaque type de véhicule, sur sa durée de vie complète.

Les émissions par véhicule / scénario sont classées des meilleures aux pires.

Tout d'abord, pour le cas particulier du BMW X1 :

BMW X1 électrique, France : 85.4 g CO2/km.
BMW X1 électrique, Royaume-Uni : 118.1 g CO2/km.
BMW X1 électrique, Espagne : 120.7 g CO2/km.
BMW X1 électrique, Union Européenne : 126.7 g CO2/km.
BMW X1 électrique, Allemagne : 153.0 g CO2/km.
BMW X1 électrique, USA : 158.2 g CO2/km.
BMW X1 électrique, Italie : 159.2 g CO2/km.
BMW X1 diesel : 202,4 g CO2/km.
BMW X1 essence : 228,5 g CO2/km.
BMW X1 électrique, Chine : 231.0 g CO2/km.
BMW X1 électrique, Pologne : 258.5 g CO2/km.

Ensuite, pour le scénario "moyen" du parc électrique :

Scénario Emissions (gCO2/km)

Véhicule électrique, France : 74.4 g CO2/km.
Véhicule électrique, Royaume-Uni : 103,9 g CO2/km.
Véhicule électrique, Espagne : 106,3 g CO2/km.
Véhicule électrique, Union Européenne : 111,7 g CO2/km.
Véhicule électrique, Allemagne : 135,5 g CO2/km.
Véhicule électrique, USA : 140,2 g CO2/km.
Véhicule électrique, Italie : 141,1 g CO2/km.
Véhicule diesel : 190,8 g CO2/km.
Véhicule essence : 196,7 g CO2/km.
Véhicule électrique, Chine : 206.0 g CO2/km.
Véhicule électrique, Pologne : 230.9 g CO2/km.

7 - Nous pouvons à présent calculer le gain d'émissions que permet le passage d'un véhicule thermique à un véhicule électrique, selon le pays dans lequel on se trouve.

Tout d'abord, pour le BMW X1.

Puis, pour le scénario moyen du parc automobile représentatif de la France.

Un comparatif légèrement avantageux pour le véhicule électrique

A noter que ce comparatif accorde certainement un léger avantage au véhicule électrique :

Les chiffres de GreenNCap me paraissent à l'avantage du véhicule électrique, comparé à nombre d'autres sources..
Nous n'avons pas pu tenir compte des pertes liées aux conditions thermiques.
L'estimation des émissions kilométriques liées au cycle de vie du véhicule par GreenNCAP les fait mécaniquement baisser en considérant une durée de vie élevée : 240 000 km. Pour un véhicule thermique, c'est beaucoup. On se plaît à nous répéter que les véhicules électriques sont plus fiables et pourront parcourir sans problèmes de telles distances. Seul l'avenir le révélera. L'histoire ne également pas ce que deviendront ces véhicules qui perdront en autonomie au fur et à mesure que leur batterie s'usera, et en auront perdu 20 à 30% sur une capacité neuve déjà limitée. Dans le calcul, nous ne considérons pas le remplacement de la batterie lors de la vie du véhicule, ce qui péjorerait considérablement les émissions des électriques.